211service.com
3D-tryckta njurdelar har precis kommit närmare verkligheten
Med hjälp av 3D-utskrift har forskare skapat små, intrikata rör som fungerar som nyckelkomponenter i riktiga njurar.
Det krävs många fler steg innan de kan göra konstgjorda njurersättningsdelar, men resultatet är viktigt eftersom det betyder att forskare för första gången har använt 3-D-utskrift för att göra njurvävnad som fungerar som den äkta varan. Uppfinnarna säger att den konstgjorda vävnaden på kort sikt skulle kunna användas utanför kroppen för att hjälpa människor som har förlorat njurfunktionen och för att testa toxiciteten hos nya läkemedel.
Forskare har försökt skapa konstgjorda njurar i mer än 20 år, men att återskapa en njures komplexa tredimensionella struktur och cellulära arkitektur, som är avgörande för dess funktion, är extremt utmanande. Ändå är behovet akut. Ungefär 10 procent av världens befolkningen lider av kronisk njursjukdom. För att överleva är miljoner beroende av dialys, en tidskrävande och fysiskt krävande procedur där blod tas bort, körs genom en filtreringsanordning och återförs till kroppen. Men dialysmaskiner är inte alls lika effektiva som njurar. Och medan ungefär 16 000 människor får njurtransplantationer varje år i USA, väntar ytterligare 100 000 på donationer.
Med hjälp av en 3-D 'bioprinter' kunde forskare efterlikna strukturen hos en viktig njurdel.
Den nya 3-D-tryckta njurvävnaden är arbetet av Jennifer Lewis lab vid Harvard, som har utvecklat en innovativ metod för bioprinting av vävnad. Tekniken tillåter forskare att skriva ut komplexa strukturer som finns i olika typer av mänsklig vävnad, såväl som kärlsystem som är nödvändiga för att hålla sådan vävnad vid liv. Tryckmetoden använder flera typer av gelliknande bläck. Efter utskrift tar forskarna bort ett av bläcken och lämnar ihåliga rör. Sedan lägger de till celler, som mognar till vävnad.
Labbtester visa att den konstruerade vävnaden visar verklig njurfunktion i en grad som inte har uppnåtts tidigare, säger forskarna. I synnerhet kunde de göra den proximala tubuli, en komponent i ett nefron, till den grundläggande funktionella enheten i njuren. Nefroner filtrerar blodet, bevarar de användbara sakerna för kroppen och utsöndrar resten. Om forskare kunde bygga ett nefron skulle de i teorin kunna bygga njurar, men det kommer att kräva att man utvecklar flera ytterligare sammankopplade delar, vilket förmodligen kommer att ta många år till.
Ändå spelar just denna del av nefronen en nyckelroll i processen att återabsorbera näringsämnen, så den tryckta vävnaden kan vara medicinskt användbar, säger Lewis, en materialvetare och professor i biologiskt inspirerad teknik vid Harvard. För en sak kan sådan vävnad användas för att testa potentiella droger; cirka 20 procent av drogerna i sent stadium av mänskliga test misslyckas eftersom de är giftiga för njurarna. Den konstgjorda vävnaden kan också användas i en anordning utanför kroppen för att hjälpa till vid njurdialys. Att utveckla en sådan enhet kommer att ta åtminstone några år, säger hon.
(Läs mer: 10 genombrottsteknologier: 3D-utskrift i mikroskala, konstgjorda organ kan äntligen få blodtillförsel)