Naučnici sa Tehnološkog univerziteta u Ajndhovenu razvili su inovativnu tehniku poznatu kao ksolografija, koja omogućava precizno 3D štampanje živih ćelija. Ova tehnologija, prvobitno korišćena za proizvodnju u svemiru i zubne implantate, sada se prilagođava biomedicinskim primenama. Istraživači veruju da bi ksolografija mogla predstavljati ključni korak ka 3D štampi ljudskih organa, poput bubrega i srčanog tkiva.
Rezultati istraživanja objavljeni su u prestižnom časopisu Advanced Materials, a tim ističe da ksolografija omogućava formiranje sićušnih struktura veličine do 20 mikrometara – što je približno veličina ljudske ćelije.
Za razliku od klasičnih metoda 3D štampanja, koje grade objekte sloj po sloj, ksolografija koristi laserske zrake različitih talasnih dužina za očvršćavanje svetlosno reaktivne tečnosti, formirajući složene 3D strukture u jednom potezu. Ovaj metod omogućava izuzetnu preciznost i brzinu, pa se složeni objekti mogu proizvesti u roku od jednog minuta.
„Naše istraživanje predstavlja neophodan prvi korak za budućnost inženjerskog tkiva“, istakao je Miguel Dias Kastiljo, vodeći istraživač projekta. „Trenutno možemo kreirati realistična 3D okruženja za ćelijske kulture, a dugoročno bi ova tehnika mogla doprineti razvoju štampanih organa.“
Jedan od ključnih izazova bio je prilagođavanje ksolografije biomedicinskim potrebama. Standardni materijali koji se koriste u ovoj tehnologiji nisu kompatibilni sa živim ćelijama, pa su istraživači morali razviti posebne biopolimere koji omogućavaju štampanje funkcionalnih tkiva.
Tim je već uspešno štampao hidrogel skele koje imitiraju prirodno okruženje ćelija u telu. Ove skele omogućavaju rast ćelija i mogu poslužiti kao osnova za razvoj kompleksnih tkiva. „Bili smo u mogućnosti da kreiramo strukture sa porama veličine od 100 mikrometara do jednog milimetra, što obezbeđuje adekvatno snabdevanje ćelija hranljivim materijama“, objasnila je doktorantkinja Lena Stoker, jedna od autorki istraživanja.
Pored toga, tim je razvio „pametne“ materijale koji mogu menjati oblik pod uticajem temperature, otvarajući mogućnost za razvoj veštačkih mišića koji se mogu fleksibilno prilagođavati promenama u organizmu.
Iako je 3D štampa organa još uvek daleko od kliničke primene, ovaj napredak donosi novu nadu u oblasti regenerativne medicine. Mogućnost kreiranja kompleksnih tkiva i implantata na zahtev mogla bi smanjiti potrebu za donatorskim organima i otvoriti vrata personalizovanoj medicini.
„Verujemo da je ovo temeljni rad koji će unaprediti inženjering tkiva i biomedicinsku proizvodnju“, zaključio je Kastiljo. „U budućnosti bismo mogli razviti funkcionalne in vitro modele za testiranje lekova, kao i bioprint rešenja za popravku tkiva.“
Ova revolucionarna tehnologija potencijalno bi mogla promeniti način na koji se leče bolesti i povrede, omogućavajući kreiranje personalizovanih terapija i zamenskih organa u laboratoriji.
