Spanyol kutatók csoportja számolt be arról a háromdimenziós nyomtatóról, melyet az emberi bőrrel analóg módon működő szövet előállítására lehet használni. Annyira tökéletes a nyomtatási technika, hogy az így készült szövetek bőrátültetési műtétek során is alkalmazhatók, illetve megfelelnek gyógyászati, kozmetikai és vegyi termékek tesztelésére. Ez utóbbi hatalmas előrelépést jelenthet az állatkísérletek visszaszorításában.

Egyedül nem megy

A Madridi Harmadik Károly Egyetem (Universidad Carlos III de Madrid, UC3M), a Központi Energia-, Környezeti és Technológiai kutatóintézet (Center for Energy, Environmental and Technological Research, CIEMAT), a Gregorio Marañón Egyetemi Kórház (Hospital General Universitario Gregorio Marañón) és a BioDan Group együttműködése hozta létre a 3D-s printert. Az így létrehozható bőr nem csak elméleti lehetőséget nyújt a fent említett feladatok kiváltására: José Luis Jorcano kutatást vezető professzor szerint mind mennyiség, mind előállítási költség tekintetében versenyképes a jelenleg használt alternatívákkal.

A bejelentéssel az emberi bőr vált az egyik első, bionyomtatással előállítható emberi szervvé, mely kereskedelmi forgalomban is megjelenhet. A mesterségesen előállított anyag a bőr természetes struktúráját utánozza: a környezettel szembeni védelmet nyújtó külső szaruréteg (epidermisz) egy vastagabb, mélyebb réteggel (dermisz) egészül ki. Utóbbi a bőr rugalmasságáért és mechanikai tartásért felelős kollagént előállító fibroblasztokból áll.

Ugyan a bőr viszonylag egyszerű szövet, mégsem magától értetődő mesterséges úton, nyomtatással történő létrehozása. A kulcsot a biotinta jelenti: patronok és színes festék helyett biológiai összetevőket befecskendező szelepeket használnak megalkotásához. A folyamat csak akkor lehet sikeres, ha ismerjük, hogyan és milyen feltételek között kell ezeket a biológiai alapanyagokat összekeverni úgy, hogy közben elkerüljük a sejtminőség romlását.
 

Természetesen a nyomtatási struktúra kritikusan fontos, árulta el Juan Francisco del Cañizo kutatóorvos. A biotinta szabadalomvédett nyomtatási szerkezetének létrehozását számítógép vezéreli: a tinta egy úgynevezett nyomtatási ágyra kerül, ahol megfelelő sorrendben végrehajtott műveletek után előáll a bőrszövet.

Hallókészüléket és protézist (csak) 3D nyomtatóból!
A páciens fülére szabott hallókészülékek 3D-s nyomtatása mára életképes üzleti modellnek bizonyult, és az átmenet a hagyományos gyártástól kevesebb, mint két évet vett igénybe. Hasonló sikerre számíthat a 3D-ben nyomtatott fogprotézisek rutinszerű használata – vélik a Gartner elemzői.

Ma még ugyan messze van a tömegnyomtatástól, de a csípő- és a térdprotézisek ilyetén előállítása is nagy sikerrel kecsegtet. Főleg, ha figyelembe vesszük, hogy ez egy 15 milliárd dolláros piac, és amúgy a leggyakoribb sebészeti beavatkozások szükséges kelléke.

Alkatrészként cserélhető emberi szerveket hoz a jövő?

Kétféle eljárással állítható elő a kívánt szerv. Allogén bőr sejtkészlet felhasználásával hozható létre a 3D-s nyomtatóval; ezzel nagy mennyiségű, ipari célokra használható szövet jön létre. Ugyanakkor autológ bőr is kinyomtatható az eszközzel, melyhez a páciens saját sejtjeit használják fel, gyógyászati célokból, például komoly égési sérülések nyomainak eltüntetéséhez.

A kutatók fontosnak tartották kihangsúlyozni, hogy kizárólag emberi sejteket és összetevőket használnak a gyártási eljáráshoz, melyek biológiailag aktívak és saját, emberi kollagén előállítására képesek. Rivális, hasonló elvre alapuló eljárások ugyanis állati eredetű kollagénre (is) támaszkodnak. Ez a kikötés egyebek mellett azt is lehetővé teszi, hogy kísérleteket folytathassanak más, bonyolultabb emberi szervek nyomtatásával.

A standardizált és automatizált emberi bőr nyomtatása megkönnyíti a szövettel való kutatások lefolytatását és pótlásukat is egyszerűbbé teszi – mindezt a manuális eljáráshoz képest olcsóbban. Jelenleg egyébként a fejlesztés különböző európai szabályzószervek jóváhagyására vár. Amennyiben megkapja a szükséges engedélyeket, akkor szélesebb körben is használatba kerülhet a gyártási eljárás.