Redactor: Dobre Andreea, Bratu Alexia
Grafician: Lavinia Dumitru
Ce este bioprintarea? Bioprintarea consta in fabricarea unui tesut sau a unui organ de la zero, cu ajutorul unui aparat numit bioimprimanta. Ideea fundamentala din spatele acestei tehnologii este aceea de a printa un material strat cu strat pentru a obtine o forma specifica.
Bioimprimanta functioneaza cu ajutorul biocernelii, care este compusa din celule suspendate intr-un gel special, cunoscut sub numele de hidrogel, ce ajuta la protejarea, hranirea si tinerea lor impreuna. Bioprintarea este o tehnologie noua, pe baza careia, pana in prezent, s-a reusit doar crearea unor organe si tesuturi simple, cum ar fi: vase de sange, tesuturi osoase, menisc(cartilaj) si chiar si o ureche artificiala. Totusi, in 2019, s-a reusit printarea unei inimi in miniatura, cu o retea de vase de sange, capabila sa se contracte asemenea inimilor reale. Aceasta poate pune bazele crearii organelor umane in viitor. Speram ca aceasta tehnologie ne va permite sa cream si organe complexe.
Ce presupune bioprintarea? Primul pas al bioprintarii este crearea unei reprezentari digitale 3D a organului sau tesutului. Acest lucru este realizat combinand o serie de radiografii facute din unghiuri diferite. Procedura poarta numele de scanare tomografica computerizata, iar aparatul folosit se numeste computer tomograf. Reprezentarea digitala 3D va defini modul în care celulele stem vor fi imprimate strat cu strat. Acest pas este cuplat cu al treilea pas, care este programarea imprimantei prin intermediul unui software specializat care va traduce acțiunile ce trebuie efectuate în limba imprimantei. Acești doi pași sunt similari cu cei care trebuie realizați pentru a proiecta un obiect dintr-o imprimantă 3D din plastic. Celulele din tesutul printat se inmultesc si interactioneaza. De obicei, anumite chimicale sunt adaugate biocernelii ca sa influenteze comportamentul si dezvoltarea celulelor. Cu timpul, gelul special cu ajutorul caruia celulele sunt suspendate se degradeaza incet si este inlocuit de materialul neviu pe care celulele il secreta. El umple spatiile dintre celule, le protejeaza si le tine impreuna. Cu bioprintarea, celule sanatoase pot fi luate de la organul unui pacient si lasate sa se inmulteasca putin, apoi pot fi folosite in biocerneala. Prin luarea celulelor de la pacient, si nu de la un alt individ, probabilitatea ca organul creat sa fie respins de sistemul imunitar al pacientului este redusa drastic. Din acest punct de vedere, organele bioprintate pot fi superioare celor provenite de la diversi donatori. Daca crearea unui organ personalizat din propriile celule ale pacientului nu este o optiune posibila - din cauza urgentei implantarii unui nou organ, de exemplu – exista optiunea de a avea organe prefabricate.
Celulele stem - Un tip special de celule, numit celule stem, permite fabricarea de organe personalizate, chiar daca obtinerea directa a celulelor necesare este imposibila. Celulele stem au abilitatea de a-si schimba functionalitatea in concordanta cu mediul in care se afla. Toate celulele cu functii specifice din corpul unui om provin de la anumite tipuri de celule stem. Astfel, daca obtinerea celulelor sanatoase de la un organ care cedeaza nu este posibila, pot fi luate, spre exemplu, celule din pielea acestuia si, intr-un laborator, pot fi transformate artificial in celule stem, care ulterior pot fi induse in a se dezvolta in tipul de celule necesare bioprintarii unei nou organ sanatos.
Domenii cu aplicabilitate
1. Transplanturile de organe - Bioprintarea ar reduce timpul de asteptare al persoanelor ce au nevoie de transplanturi, numarul de organe viabile fiind mult mai mic decat al celor in nevoie urgata de un transplant.
2. Proteze si implanturi - Imprimarea folosind bio-materiale de proteze și implanturi ar limita riscul de respingere și infectare a destinatarului. Cercetătorii se bazează pe ajutorul materialelor complet biologice și a celulelor stem pentru a realiza acest lucru. acest tip de transplant ar fi utilizat numai pentru anumite patologii
3. Cercetari medicale - Bioprintarea are un mare potential de utilizare in cadrul cercetarilor medicale pentru combaterea cancerului. Modelele bioprintate de celule canceroase imita micromediul tumoral, oferind cercetatorilor atat o platforma pentru studierea in detaliu a patologiei cancerului, cat si un instrument de selectie a medicamentelor anticanceroase si dezvoltarea tratamentului pentru combaterea cancerului.
4. Testarea noilor medicamente - Aceasta este de obicei facuta pe animale, mai exact sobolani. Daca medicamentul si a facut efectul, iar subiectii nu prezinta efecte secundare, medicamentul trece in urmatoarea etapa de testare, ce are ca subiecti oamenii. Totusi, de cele mai multe ori, medicamentul nu are efectul dorit pe acestia, fiind nul sau chiar ranindu-i . Ineficienta este, de obicei, datorata diferentelor intre anatomia omului si cea a animalelor. Aceasta metoda ar putea fi inlocuita, cu ajutorul bioprintarii. Tesuturile si organele bioprintate ar fi niste subiecti mai adecvati, fiind mult mai apropiate de cele omenesti din punct de vedere genetic.
Comments