Τρισδιάστατη «εκτύπωση» απλοποιεί χόνδρους για μεταμόσχευση

Η τρισδιάστατη εκτύπωση έκανε ένα ακόμα βήμα και μάλιστα στον βιοϊατρικό τομέα -βιοεκτύπωση-, καθώς Αμερικανοί ερευνητές δημιούργησαν έναν καινοτομικό υβριδικό εκτυπωτή, ο οποίος απλοποιεί τη διαδικασία δημιουργίας χόνδρου για μεταμόσχευση, καθώς απλώς τον…εκτυπώνει.

Οι επιστήμονες του Ινστιτούτου Αναγεννητικής Ιατρικής του πανεπιστημίου Γουέικ Φόρεστ των ΗΠΑ πιστεύουν ότι αυτές οι εκτυπωμένες κατασκευές μελλοντικά θα μεταμοσχεύονται με επιτυχία σε ασθενείς και θα τους βοηθούν να αναγεννούν τον κατεστραμμένο ιστό του χόνδρου τους σε περιοχές όπως οι αρθρώσεις.

Ο εκτυπωτής θεωρείται υβριδικός, επειδή συνδυάζει δύο χαμηλού κόστους διαδικασίες: έναν συμβατικό εκτυπωτή ψεκασμού μελάνη και μια μηχανή ηλεκτρικής περιστροφής, η οποία χρησιμοποιεί το ηλεκτρικό ρεύμα για να παράγει πολύ λεπτές ίνες από ένα διάλυμα πολυμερούς -αντί για μελάνη. Ο συνδυασμός τους επιτρέπει την κατασκευή υβριδικών δομών τόσο από φυσικά όσο και από συνθετικά υλικά, με αποτέλεσμα να είναι ιδιαίτερα ανθεκτικές και παράλληλα να επιτρέπουν την ανάπτυξη νέων κυττάρων γύρω τους.

Το υβριδικό σύστημα εκτύπωσης παράγει δομές χόνδρου με αυξημένη σταθερότητα, οι οποίες διατηρούν τα λειτουργικά χαρακτηριστικά τους. Η μηχανή ηλεκτρικής περιστροφής επιτρέπει τη σύνθεση πολυμερών που ελέγχονται εύκολα και έτσι δημιουργούν πορώδεις δομές, οι οποίες ενθαρρύνουν τα κύτταρα να αναγεννηθούν και να ενσωματωθούν στον περιβάλλοντα ιστό.

Οι ερευνητές συνδύασαν εύκαμπτες στρώσεις συνθετικού πολυμερούς με ένα διάλυμα (στη θέση του μελανιού) κυττάρων χόνδρου, που είχαν πάρει από το αυτί ενός λαγού. Οι δομές που εκτυπώθηκαν ήσαν τετράγωνες και είχαν διαγώνιο δέκα εκατοστών και πάχος 0,4 χιλιοστών.

Οι επιστήμονες δοκίμασαν την αντοχή των εκτυπωμένων χόνδρων φορτώνοντάς τους με διάφορα βάρη και, μετά από μια εβδομάδα, βεβαιώθηκαν ότι ακόμα τα κύτταρα των χόνδρων ήσαν ακόμα ζωντανά. Τελικά, οι χόνδρινες δομές εισήχθησαν σε ποντίκια για διαστήματα δύο έως οκτώ εβδομάδων, προκειμένου να δοκιμαστούν στις πραγματικές συνθήκες ενός ζωντανού οργανισμού. Μετά από περίπου δύο μήνες, οι υβριδικές δομές είχαν πλέον αναπτύξει τα χαρακτηριστικά και τις ιδιότητες ενός τυπικού ελαστικού χόνδρου.

Το επόμενο βήμα θα είναι η κλινική δοκιμή της μεταμόσχευσης σε άνθρωπο ασθενή, π.χ. στα γόνατά του.