Japanilaistutkijat tuottavat ruumiinosia 3D-tulostimella

Japanilainen tutkijaryhmä sanoo olevansa lähes valmis tuottamaan erilaisia ruumiinosia 3D-tulostimella. Tulostettu iho, luut tai nivelet valmistettaisiin potilaan mittojen mukaan.

Ulkomaat
Professori Tsuyoshi Takato esittelee ryhmänsä 3D-tulostimella valmistamaa korvaproteesia.
Professori Tsuyoshi Takato esittelee ryhmänsä 3D-tulostimella valmistamaa korvaproteesia Tokiossa 16. tammikuuta.Yoshikazu Tsuno / AFP / Lehtikuva

Tokion yliopistollisen sairaalan tutkijaryhmä sanoo olevansa lähes valmis tulostamaan erilaisia ruumiinosia tarkoitukseen erityisesti suunnittelemansa 3D-tulostimen avulla. Ryhmä sanoo, että he voisivat tulostaa esimerkiksi ihoa, luita ja niveliä.

Useat tutkijaryhmät ovat jo aiemmin tuottaneet pieniä määriä elävää kudosta käytettäväksi implanteissa, mutta japanilaisryhmä aikoo viedä tekniikan vielä pidemmälle.

Ryhmän vetäjä professori Tsuyoshi Takato sanoo, että hänen ryhmänsä on kehitellyt uudenlaista 3D-tulostinta, joka kasaisi ohuita biologisia kerroksia päällekkäin muodostaen siten mittojen mukaan tehtyjä ruumiinosia.

Ryhmä käyttää tulostettaviin osiin kantasoluja, kasvua lisäävää proteiinia ja ihmisen kollageenia muistuttavaa synteettistä ainetta. Kantasolut ovat erikoistumattomia soluja, jotka voivat jakautua loputtomasti ja muodostaa erilaisia kudostyyppejä.

Emme ole vielä täysin onnistuneet kiertämään tulostimen tuottaman lämmön vaikutuksia.

Tsuyoshi Takato

Takaton mukaan ryhmän suunnittelemalla 3D-tulostimella pystytäänjäljittelemään eri ruumiinosien rakennetta, esimerkiksi luiden kovaa ulkopintaa ja huokoista sisäpuolta.

Muutamassa tunnissa tulostin tuottaa tietokonekerroskuvauksella mallinnetun mittojen mukaan tehdyn ruumiinosan.

Takaton mukaan tulostetut osat sopivat tarkasti paikalleen ja ne sulautuvat ajan myötä potilaan omaan kasvavaan kudokseen.

– Normaalisti tavallisia implantteja varten käytetään potilaasta siirrettyä rustoa tai luuta, mutta kehittelemämme tekniikka tarkoittaa, että potilaan omaa kudosta ei tarvitse siirtää, Takato sanoi.

Tekniikka voisi olla avuksi myös pienille implantteja tarvitseville lapsille, joille keinotekoisesta materiaalista valmistetut implantit eivät sovellu heidän nopean kasvutahtinsa vuoksi.

Tulostimen lämpö suurin ongelma

Suurin tutkijoiden kohtaama ongelma oli 3D-tulostimien normaalisti synnyttämä lämpö, joka vahingoittaa eläviä soluja ja proteiineja.

– Emme ole vielä täysin onnistuneet kiertämään tulostimen tuottaman lämmön vaikutuksia, mutta meillä on useita eri malleja testattavana. Tutkimme nyt, mikä niistä toimisi kaikkein parhaiten, Takato sanoi.

Kehittelemämme tekniikka tarkoittaa, että potilaan omaa kudosta ei tarvitse siirtää.

Tsuyoshi Takato

Takaton ryhmän käyttämä keinotekoinen kollageeniproteiini on alun perin kameravalmistaja Fujifilmin kehittämä. Yhtiö tutki kollageenin käyttöä valokuvafilmeissä.

Koska proteiini perustuu ihmisten luontaiseen kollageeniin, eikä ole peräisin eläimistä, se sulautuu helposti ihmisten elimistöön ja vähentää myös infektioriskiä.

Tekniikka käyttöön ehkä jo muutaman vuoden päästä

Takato sanoi, että hänen ryhmänsä aikoo aloittaa kliiniset testit 3D-tulostetulla iholla kolmen vuoden sisällä. Sen jälkeen ryhmän on tarkoitus laajentaa tekniikkaa tulostettuihin luihin, rustoihin ja niveliin.

Takaton ryhmän nyt kehittämä tekniikka sai alkunsa ryhmän edellisestä projektista. Siinä he yhteistyössä japanilaisyhtiön ja valtion tutkimuslaitosten kanssa kehittivät kalsiumfosfaatista valmistettuja mittatilausluita, joiden nimi on CT-Bone. Ne on tarkoitettu esimerkiksi luunmurtumien hoitoon, jolloin ne toimivat tukirankana uuden luun kasvulle.

Oikeat luut ovat myös muodostuneet kalsiumfosfaatista. Tekniikka ei kuitenkaan hyödyntänyt kantasoluja.

Luontainen luun kasvu sulautti implantin itseensä parissa vuodessa. Takaton mukaan kantasoluja, kollageenia ja kasvua lisääviä ainesosia sisältävää implanttia käytettäessä luiden uudistuminen voisi olla jopa sitäkin nopeampaa.

Japanin lääkintäviranomaiset antanevat luvan CT-Bonen varsinaiseen käyttöön tämän vuoden aikana.

Lähteet: AFP