Ny bioink bringer 3D-print af menneskelige organer tættere på virkeligheden

Forskere ved Lunds Universitet har designet en ny bioink, der gør det muligt for første gang at 3D-bioprintes små luftveje i menneskelig størrelse. De 3D-printede konstruktioner er biokompatible og understøtter vækst af nye blodkar i det transplanterede materiale. Dette er et vigtigt første skridt i retning af 3D-printende organer. Den nye undersøgelse er blevet offentliggjort i Avancerede materialer .

Kroniske lungesygdomme er den tredje største dødsårsag på verdensplan med en EU -pris på mere end 380 milliarder euro årligt. For mange kroniske sygdomme er der ingen kur, og den eneste mulighed i slutstadiet for patienter er lungetransplantation. Imidlertid, der er ikke nok donorlunger til at imødekomme den kliniske efterspørgsel.

Derfor, forskere ser på måder at øge mængden af ​​lunger til rådighed for transplantation. En tilgang er at fremstille lunger i laboratoriet ved at kombinere celler med et bioteknologisk stillads.

"Vi startede i det små med at fremstille små rør, fordi dette er en funktion, der findes i både luftveje og i lungens vaskulatur. Ved at bruge vores nye bioink med stamceller isoleret fra patientens luftveje, vi var i stand til at bioprint små luftveje, som havde flere lag af celler og forblev åbne over tid, "forklarer Darcy Wagner, lektor og seniorforfatter af undersøgelsen.

Forskerne designede først et nyt bioink (et printbart materiale med celler) til 3D-bioprintning af menneskeligt væv. Bioinket blev fremstillet ved at kombinere to materialer:et materiale afledt af tang, alginat, og ekstracellulær matrix afledt af lungevæv.

Denne nye bioink understøtter det bioprintede materiale i flere faser af dets udvikling mod væv. De brugte derefter bioink til 3D-bioprint af små menneskelige luftveje, der indeholder to typer celler, der findes i menneskelige luftveje. Imidlertid, denne bioink kan tilpasses til enhver vævs- eller organtype.

"Disse næste generations biolinks understøtter også modning af luftvejsstamcellerne til flere celletyper, der findes i voksne menneskelige luftveje, hvilket betyder, at færre celletyper skal udskrives, forenkling af dysenumre, der er nødvendige for at udskrive væv lavet af flere celletyper, "siger Darcy Wagner.

Wagner bemærker, at opløsningen skal forbedres til 3D-bioprint mere distalt lungevæv og luftsækkene, kendt som alveoler, der er afgørende for gasudveksling.

"Vi håber, at yderligere teknologiske forbedringer af tilgængelige 3D -printere og yderligere bioink -fremskridt vil give mulighed for bioprintning ved en højere opløsning for at konstruere større væv, som kan bruges til transplantation i fremtiden. Vi har stadig en lang vej at gå, " hun siger.

Teamet brugte en musemodel, der meget lignede den immunsuppression, der blev brugt hos patienter, der gennemgik organtransplantation. Ved transplantation, de fandt ud af, at 3D-printede konstruktioner fremstillet af den nye bioink tolereredes godt og understøttede nye blodkar.

"Udviklingen af ​​denne nye bioink er et vigtigt skridt fremad, men det er vigtigt at validere de små luftvejers funktionalitet yderligere over tid og undersøge muligheden for denne tilgang i store dyremodeller, "slutter Martina De Santis, undersøgelsens første forfatter.