Tre grunde til at bio-print vil redde dit liv
more_vert
close
close

Vores nyhedsbreve

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser og accepterer, at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Tre grunde til at bio-print vil redde dit liv

læge
Bioprint af velfungerende organer sker formentlig først om 40-50 år, men indtil da kan menneskelige celler i printpatroner sagtens bruges i andre medicinske sammenhænge. Foto: University of Melbourne.

3D-print med dine egne celler i printerpatronen vil i fremtiden være en lige så almindelig del af sundhedssektoren som plaster eller skalpel er det i dag. Men formentlig på en helt anden måde, end vi lige forestiller os.

Sådan lyder budskabet fra Jason Chuen, som er direktør for kredsløbskirurgisk afdeling ved Austin Health i Australien og fellow ved University of Melbourne.

Han anses for at være en af pionererne inden for brugen af 3D-print i hospitals- og sundhedssektoren. Hans kontor i Australien er spækket med plasticorganer udskrevet på hans egne 3D-printere, og han har lige udgivet en artikel i et medicinsk tidsskrift om muligheder og risici ved 3D-print i medicinsk sammenhæng.

Læs også: Snart kan printere udskrive hud og brusk

Denne type 3D-print kaldes for bioprint, fordi vi i stedet for plast eller metal udskriver komplekse strukturer via menneskelige celler dyrket i et medium.

Ved at udskrive menneskelige celler lag på lag kan vi på den måde i teorien opbygge hele levende organer: et nyt hjerte, en ny lever eller en nyre udskrevet i løbet af få timer og perfekt tilpasset patienten med et akut behov. Eksperimenter med bioprint af diverse organer til mus har været yderst vellykkede.

Organerne er blevet accepteret af kroppen, og musene har levet fint uden komplikationer.

Men det forholder sig helt anderledes med os mennesker - til trods for, at der er tale om præcis samme teknologi, pointerer Jason Chuen.

Blodkredsløbet volder kvaler

To problemer står i vejen for bioprint af menneskelige organer:

For det første er der blodkredsløbets betydning for organerne. Tag eksempelvis hjertet.

Det er faktisk ikke et synderligt kompliceret organ. Derfor er hjertet også grundlæggende nemt at 3D-printe. Men ligesom alle vores øvrige organer indgår det i et kompleks system, som er drønsvært at printe - fordi alle organer har brug for ilt og næringsstoffer for at overleve.

Disse to essentielle grundelementer leveres inde i vores krop af et sindrigt system i form af vores blodkredsløb. Det er altså dette omkringliggende kredsløb, som er langt sværere at printe end selve organet.

3D-bioprint går for langsomt

For det andet er der hastigheden af bioprint. Printningen af blodkredsløbet skal ske lige så hurtigt som printningen af selve organet.

De grundlæggende celler i hjertet vil simpelthen dø undervejs i printprocessen, hvis de ikke får tilført ilt og næringsstoffer. Og jo større organer vi printer, desto længere tid tager det.

Dette er årsagen til, at vi godt kan bioiprinte mindre organer til mus med nogenlunde succes, men indtil videre ingenlunde til os mennesker.

»Medmindre der pludselig sker et gennembrud, som gør, at vi kan holde cellerne i live, mens vi printer dem, så vil bioprint af menneskelige organer stadig være umuligt,« vurderer Jason Chuen.

En 3D-printet plastic-aorta, som er legemspulsåren, der udspringer fra venstre hjertekammer. Foto: University of Melbourne.

Men han understreger, at vi stadig har udsigt til at få stor gavn af bioprint allerede i de kommende år. Lysten til at gøre op med manglen på organer ved selv at bioprinte dem har det bare med at overskygge andre potentialer ved 3D-print med vores egne celler som byggemateriale.

Særligt tre oversete medicinske områder er ifølge Jason Chuen oplagte på den korte bane, hvis vi vil bruge 3D-bioprint til at øge chancen for at redde liv.

1. Organoider

Organoider er grundlæggende små strukturer, også defineret som et metastase-organ, skabt af menneskelige celler. Disse organoider minder om og kan klare nogle af de samme funktioner som de større menneskelige organer.

Fordelen ved at bioprinte sådanne organoider er, at fordi de er mindre, er de lette hurtigt at 3D-printe og eksempelvis lægge i en gel med næringsstoffer, som kan forlænge deres overlevelsesrate før den vigtige transplantation.

»Der er et stort potentiale i et finde ud af, hvordan vi printer pålidelige organoider, der kan fungere i samspil inde i kroppen og varetage den opgave, som et svigtende organ ikke længere magter,« siger Jason Chuen.

2. Bedre operationer

Overalt i Jason Chuens kontor ligger kulørte hjertekamre i blød plast modelleret præcist over hans patienters organer via CT-scanninger, ultralyd og røntgen. Disse 3D-modeller over hans patienters indre liv bruger den australske kirurg til at træne de afgørende snit forud for en operation, der ofte betyder liv eller død.

Jason Chuen ser frem til, at han snart kan træne skalpellen i mere virkelighedstro organer og kredsløb, når han kan kassere sin 3D-printer til plast og erstatte den med en printer, der bruger patienternes eget levende væv som ‘blæk’.

Alternativet i øjeblikket er brugen af grise eller virtual reality-simulationer, når kirurgerne skal øve sig. I begge tilfælde altså alternativer, som er mindre virkelighedstro end 3D-bioprintede udgaver af en patients svigtende organ. Og jo bedre en kirurg og hans hold er forberedt forud for en særskilt operation, desto større sandsynlighed er der for, at der kan spares tid og penge på operationsstuen. Patienten skal være bedøvet i kortere tid, såret skal være åbent i kortere tid, hvorfor risikoen for infektioner også bliver mindre.

En 3D-printet nyre med en svulst markeret med blåt, og blodkredsløb markeret med pink og lilla. Sådanne modeller anvender kirurger til at øve sig på, før de indtager operationsstuen. Foto: Austin Health 3D Medical Printing Laboratory

Over hele verden eksperimenterer læger derfor med 3D-print i plast til træning – og formentlig snart også bioprint.

En af dem er Justin Ryan, som har titel af Biomedical Engineer og Research Scientist ved Phoenix Children’s Hospital’s Cardiac 3D Print Lab i USA.

Han har været med til at 3D-printe over 300 hjerter til træning før en operation.

»Forhåbentlig reducerer det sygdomsrisikoen og dødeligheden,« siger Justin Ryan i en pressemeddelelse fra USA's forening af civilingeniører.

3. Hjælp til randområder

3D-bioprint kommer i høj grad til at personliggøre behandlingen af dig og mig i sundhedssektoren. Men en overset faktor er, at teknologien også i høj grad kan gøre behandlingen mere lokal. En fordel for især randområder eller ulande, hvor det kan knibe med at få læger eller materialer frem i tide til eksempelvis en transplantation.

Hvis et mindre hospital blot råder over en 3D-bioprinter og har adgang til en persons stamceller, åbenbares en helt ny verden af muligheder.

Jason Chuen understreger dog, at denne ændring i høj grad rokker ved ansvarsbyrden.

»Det er et væsentligt skifte. Vi kommer til at gå fra, at ansvaret ligger hos dem, som har leveret det nødvendige materiale, til at ansvaret i højere grad ligger hos dem, der rent faktisk producerer det,« siger Jason Chuen.

Visuel forklaring: Sådan foregår 3D-bioprint

Kommentarer (1)