1. yle.fi
  2. Uutiset
  3. Biotulostus

Ihmiseen voidaan jo tehdä varaosia – 3D-tulostettu sarveiskalvo voi tulevaisuudessa auttaa 10 miljoonaa sokeutunutta ympäri maailman

Vainajilta saatujen siirteiden sijaan näkökyvyn voi tulevaisuudessa palauttaa biotulostettava sarveiskalvo.

Biotulostus
3D-biotulostin
3D-biotulostin

Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknolgian tiedekunnan laboratoriossa hurisee kone, jota voi kutsua tutkijoiden tämänhetkiseksi silmäteräksi.Laite on 300 000 euron arvoinen 3D-biotulostin, jonka avulla voidaan valmistaa ihmiseen varaosia.

– Laitteella voi tulostaa kolmiulotteisia, tietokoneella suunniteltuja rakenteita. Niihin saadaan mukaan ihmissoluja, jotka alkavat muodostaa kudosta, tutkijatohtori Anni Mörö esittelee.

Tulostimella voisi tehdä monia erilaisia ihmisen osia, mutta tässä laboratoriossa on jo vuosia keskitytty silmän sarveiskalvoon. Tampereen yliopiston Silmäryhmää johtava professori Heli Skottman ja Anni Mörö onnistuivat jo vuonna 2018 ensimmäisinä maailmassa tulostamaan elävistä soluista silmän sarveiskalvon kaltaista kudosta.

Nyt ollaan suuren maailmanlaajuisen läpimurron kynnyksellä.

– Tavoitteena on saada aikaan ihmisen sarveiskalvoa täysin vastaava rakenne. Kaikkia kolmea tarvittava kerrosta on jo onnistuttu tulostamaan laboratoriossa, ja nyt teemme kovasti töitä jotta rakenteet saataisiin yhdistettyä toimivaksi sarveiskalvosiirteeksi, Anni Mörö sanoo.

On hienoa nähdä kaiken järjestäytyvän siellä juuri niin kuin olemme ne tulostaneet.

Anni Mörö

Mörö raottaa tulostinpöydän vieressä seisovaa lämpökaappia. Se on säädetty ihmisen kehon lämpöä vastaavaan 37 asteeseen. Hyllyillä pienissä maljoissa on punaista nestettä, joissa kasvaa soluja – materiaalia tulostimelle.

– Solut sekoitetaan biomateriaalien joukkoon. Näin saadaan biomustetta, jota voidaan tulostaa kudoksiksi ja erilaisiksi rakenteiksi.

Osassa maljoista näkyy piilolinssin kaltaisia rakenteita. Ne ovat valmiita tulosteita, jotka laitetaan takaisin kypsymään, Mörö selittää.

Kaapissa kypsyvät sarveiskalvoa muistuttavat rakenteet ovat pitkän huippututkimustyön tulos. Varsinainen valmistaminen sen sijaan hoituu nopeasti. 3D-biotulostin suihkii yksinkertaista silmän rakennetta kymmenisen minuuttia.

– Sitten kun siihen yhdistetään kaikki tarvittavat toiminnalliset rakenteet, voi mennä vähän pidempään, Anni Mörö arvelee.

Vainajilta saadut sarveiskalvot riittävät murto-osalle tarvitsijoista

Tällä hetkellä sarveiskalvoja saadaan ainoastaan vainajilta, ja leikkausaika päästään sopimaan vasta sopivan luovuttajan löytyessä. Tulevaisuudessa sarveiskalvosiirteitä voidaan mahdollisesti tulostaa hyllyyn valmiiksi ja operaation saa merkittyä kalenteriin ajoissa.

– Ainakin muutaman viikon tilaukset voidaan ehkä tehdä valmiiksi. Biotulosteissa on eläviä komponentteja, eikä niitä voi säilyttää viikkotolkulla, mutta jonkinlainen varasto pystytään varmasti luomaan, Anni Mörö sanoo.

Varastoa tarvitaankin. Luovuttajista on valtava pula, eikä siirrännäisiä ole tarjolla kaikille niitä tarvitseville. Maailmassa arvioidaan olevan ainakin kymmenen miljoonaa sellaista potilasta, joilla molemmat silmät ovat sokeutuneet sarveiskalvon vaurioiden takia.

– Vuosittain vainajilta saadaan maailmanlaajuisesti noin 200 000 sarveiskalvoa, eli suurin osa potilaista jää hoitamatta, Mörö kertoo.

Elinluovuttajilta saatujen siirteiden kanssa työskenteleminen on silmäkirurgeille tuttua. Tulostetut sarveiskalvot eivät saa erota niistä.

– Tulosteen tulee vastata ominaisuuksiltaan ihmisen sarveiskalvoa, jotta se olisi kirurgeille turvallinen ja tuttu leikata. Kirurgien pitää pystyä käsittelemään sitä, mitä täällä luodaan.

Sarveiskalvon printtaaminen on askel lääketieteen tulevaisuuteen

Biotulostus on kansainvälisesti merkittävä ala, ja Tampereella tehtävä tutkimus maailman kärkeä. Sarveiskalvon kanssa ollaan hyvässä vauhdissa, mutta potilaat ympäri maailman alkavat aidosti hyötyä keksinnöstä vasta pitkän ajan kuluttua.

– Tulee menemään vielä muutama vuosi siihen, että tulostettu sarveiskalvo on ominaisuuksiltaan sellainen, että se oikeasti palauttaa näkökyvyn. Sen jälkeen alkaa pitkä matka kohti prekliinisiä ja kliinisiä kokeita, joissa osoitetaan että tuote on turvallinen, Anni Mörö sanoo.

Sarveiskalvon tulostaminen on yksi merkittävä askel kohti lääketieteen tulevaisuutta. Kun ihmiselle opitaan valmistamaan erilaisia eläviä soluja sisältäviä varaosia, voivat tulosteet ehkä vielä joskus olla kokonaisia elimiä.

– Uskon, että varsinkin yksinkertaisempia kudoksia pystytään tekemään suhteellisen helposti. Tutkimuspuolelta vaaditaan isoja ponnisteluja, mutta biotulostimen kaltaiset uudet teknologiset avaukset vievät kehitystä harppauksin eteenpäin. Uusien raajojen ja muiden suurten kokonaisuuksien kasvattaminen on toistaiseksi teknologisesti mahdotonta, mutta kuka tietää mihin pystytään esimerkiksi 200 vuoden kuluttua, Mörö hymyilee.

Juuri nyt tutkijoiden katseet ovat kuitenkin tiukasti tässä päivässä ja pienissä solumaljoissa kasvavissa kalvoissa. Maallikko seuraa biotulostimen tieteiselokuvalta näyttävää työtä vaikuttuneena, mutta Anni Mörölle hienoin hetki koittaa myöhemmin.

– Yleensä onnistumisen tuntee vasta kun analysoimme tulostetta. Tottakai on hienoa saada aikaan sarveiskalvolta näyttävä linssirakenne, mutta meille tärkeintä on sisäinen rakenne ja se ovatko solut muodostaneet kudosta. On hienoa nähdä kaiken järjestäytyvän siellä juuri niin kuin olemme ne tulostaneet.

Lue seuraavaksi