3D-biotulostimella valmistetaan jo sarveiskalvoa, ja kohta myös ihoa ja ihmisen varaosia

Tampereen yliopiston tutkimusryhmä on ensimmäisenä maailmassa tulostanut 3D-tulostimella osia ihmisen sarveiskalvosta.

Biotulostus
Silmä.
Unsplash

Tutkijatohtori Anni Mörön äänessä kuuluu aito innostus, kun hän kertoo työstään. Mörö kuuluu tutkimusryhmään, joka on tällä hetkellä maailman kärkeä 3D-tulostamisen kehittämisessä. Ryhmä julkaisi huhtikuussa 2018 ensimmäisenä maailmassa tutkimustulokset onnistuneesta ihmisen sarveiskalvon tulostamisesta 3D-biotulostimella.

Edistysaskeleet ihmiskudoksen tulostamisessa 3D-laitteilla ovat olleet todella nopeita, kertoo Mörö. Tampereen yliopistolla on tähän mennessä tulostettu pieniä paloja sarveiskalvoa, ja tavoitteena on täydellisen sarveiskalvon tulostaminen vielä tämän vuoden aikana.

Maailmalla on lyhyen ajan sisällä raportoitu myös mm. luun kudosten, ruston, sydänlihaksen ja hermokudoksen tulostamisesta 3D-tulostimella, kertoo Mörö Yle Radio 1:n Ykkösaamun haastattelussa.

– Sekä tieteellisten julkaisujen määrä, että myös alan kaupallisten yritysten määrä kasvaa nyt eksponentiaalisesti.

Lähes kaikkia kudoksia voidaan tulostaa 3D-tulostimella

Professori Heli Skottmanin johtaman tutkimusryhmän tavoitteena on kehittää 3D-tulostuksella valmistetusta sarveiskalvosta hoitokeino erilaisiin silmäsairauksiin. Menee kuitenkin vielä vuosia ennen kuin tulostettuja sarveiskalvoja voidaan ottaa käyttöön, arvioi Anni Mörö.

– Tulostettu kudos soveltuisi jo tällaisenaan joidenkin silmäsairauksien hoitoon, mutta kokonainen sarveiskalvo edellyttää uusien solukerrostumien lisäämistä. Tämän jälkeen edessä ovat kliiniset testit, joissa varmistetaan että kudos todella soveltuu lääketieteelliseen käyttöön.

Anni Mörö
Tutkijatohtori Anni Mörö kehittää sarveiskalvon 3D-biotulostusmenetelmää Tampereen yliopistossa.Wille Nyyssönen

Mörön mukaan näkymät alalla ovat huikeat. Tällä hetkellä pystytään tulostamaan lähes kaikkia elimistössä löytyviä kudoksia. Elävän kudoksen valmistamisesta on vain pieni askel kokonaisten elinten tulostamiseen 3D-tulostuksella. Se edellyttää kuitenkin, että tutkijat ratkaisevat, miten erilaiset kudokset, verisuonet ja hermot saadaan sovitettua yhteen.

– Uskon, että ensimmäisenä käyttöön tulee yksinkertaisempia kudoksia, kuten ihoa, rustoa ja sarveiskalvoja. Monimutkaisten elinten, kuten sydämen ja maksan tulostuksesta voidaan puhua vasta vuosikymmenten päästä, sanoo Mörö.

3D-tulostettuja kudoksia voidaan tulevaisuudessa käyttää myös esimerkiksi lääkeaineiden kehittelyyn ja testaamiseen. Tämä vähentäisi tarvetta eläinkokeille, muistuttaa tutkijatohtori Mörö.

Kudosta ja elimiä ihmisen omista soluista

Elävä kudos syntyy 3D-tulostimella samalla periatteella kuin vaikkapa hammasproteesi. Tulostin tulostaa materiaalia haluttuun muotoon kerros kerrallaan. Erona on se, että materiaalina on eläviä soluja ja kasvutekijöitä. Tätä elävää ainetta kutsutaan biomusteeksi.

Biomusteen sisältämät solut ovat kantasoluja, jotka pystyvät erikoistumaan muiksi soluiksi.

– Solut ovat eläviä, mutta tulostuksen jälkeen niiden täytyy antaa vuorovaikuttaa toistensa kanssa, jotta syntyy toimiva kudos. Tämä "kypsytys" vie joitain päiviä, kuvailee Mörö.

Kantasoluja tutkijat saavat esimerkiksi hedelmöityshoidoista ylijääneistä alkioista. Tampereella kantasoluja myös valmistetaan uudella menetelmällä, jossa tavallisia verisoluja tai ihon soluja ohjelmoidaan uudelleen kantasoluiksi.

– Tämä avaa aivan uusia näkymiä. Kun solujen uudelleenohjelmointi tällä tavalla yleistyy, voidaan kudosta ja elimiä tulostaa ihmisen omista soluista. Tällöin hylkiminen ei enää ole ongelma, muistuttaa Mörö.

Tulevaisuudessa ihminen ei välttämättä enää joudu elinsiirtojonoon, vaan lääketieteelliseen mallinnokseen, jossa hänelle valmistetaan varaosa hänen omista soluistaan.

– Pidän tätä ihan mahdollisena tulevaisuuden näkymänä. On hienoa, jos meidän tutkimuksemme mahdollistaa tällaiset hoidot, sanoo Anni Mörö.