https://frosthead.com

Вештачко ухо изграђено 3Д штампачем и ћелијама живих хрскавице

3Д штампање је велика вест: Током говора државе о Унији, председник Обама позвао је на покретање производних чворова усредсређених на 3Д штампање, док смо раније ове недеље видели рођење једне од најзгоднијих апликација ове технологије, 3Д Доодлер, који омогућава цртање чврстих пластичних предмета у 3 димензије.

Јуче су Цорнелл лекари и инжењери представили прилично другачију употребу ове технологије: животно вештачко ухо направљено од живих ћелија, изграђено помоћу технологије 3Д штампања. Њихов производ, описан у раду објављеном у ПЛОС ОНЕ, осмишљен је тако да помогне деци рођеној са урођеним оштећењима која их остављају са неразвијеним спољним ушима, као што су микротија.

Протеза - која би могла заменити раније коришћене вештачке материјале текстурама сличним стиропору или употреба хрскавичног ткива сакупљеног из ребра пацијента - резултат је процеса више корака.

Прво, истраживачи праве дигитални 3Д приказ пацијентовог уха. За свој прототип скенирали су здрава педијатријска уши, али теоретски би једног дана могли да скенирају нетакнуто ухо на другој страни пацијентове главе - ако је њихов микротијум захватио само један уши - и преокренуо дигиталну слику, омогућавајући да би створили тачну копију здравог уха.

Затим користе 3Д штампач како би произвели чврсти пластични калуп тачног облика уха и напунили га колаген гелом велике густине, за који описују да је конзистенције сличне Јелл-О.

3Д штампач ствара пластични калуп за скелене колаге ушију. 3Д штампач ствара пластични калуп за скеле од колагена ухо. (Слика преко фотографије Линдсаи Франце / Цорнелл Университи) Ухо од колагена Колагенско ухо које ће бити засијано живим ћелијама хрскавице и имплантирано под кожу. (Слика преко фотографије Линдсаи Франце / Цорнелл Университи)

Након штампања, истраживачи уводе ћелије хрскавице у колагени матрикс. За прототип су користили узорке хрскавице прикупљене од крава, али претпостављали су да ће у пракси користити ћелије из хрскавице другде на сопственом телу пацијента.

Током неколико дана у петријевој посуди испуњеној хранљивим материјама, ћелије хрскавице се размножавају и почињу да замењују колаген. Након тога, ухо се може хируршки везати за човека и прекрити кожом, где ћелије хрскавице и даље замењују колаген.

До сада је тим само имплантирао вештачке уши испод коже на леђима лабораторијских пацова. Након 3 месеца причвршћене на штакоре, ћелије хрскавице су замениле сав колаген и напуниле га у цело ухо, а протеза је задржала свој првобитни облик и величину.

У изјави за штампу, коаутор Џејсон Спектор рекао је да би коришћење сопствених ћелија пацијента у великој мери смањило шансу да тело одбаци имплантат после операције. Лавренце Бонассар, други коаутор, приметио је да би, поред урођених оштећења, протеза могла да буде вредна и за оне који изгубе спољно ухо услед рака или несреће. Ако се користи за дете са микротијом, ухо неће нарасти заједно са главом, тако да истраживачи препоручују да сачекају да имплантирају једну од протеза све док пацијент не напуни 5 или 6 година, када уши нормално нарасту до више од 80 одсто њихове одрасле величине.

Највећа предност нове технологије у односу на постојеће методе је чињеница да је производни процес прилагодљив, тако да би једног дана могао да произведе изузетно реалистичне уши за сваког пацијента у брзом временском размаку. Истраживачи су заправо убрзали процес од спровођења експеримената обухваћених истраживањем, развијајући способност за директно штампање уха користећи колаген као „мастило“ и прескачући прављење калупа.

Ипак треба ријешити неколико проблема. Тренутно немају начина да узму и узгајају довољно хрскавице педијатријског пацијента да направе ухо, због чега су користили узорке од крава. Поред тога, потребни су будући тестови који ће доказати да је хируршка имплантација сигурна за људе. Тим каже да планирају да се баве овим проблемима и да би могли да раде на првом имплантацији таквог уха већ једном у 2016. години.

Вештачко ухо изграђено 3Д штампачем и ћелијама живих хрскавице