Her ne kadar 3D biyoyazıcılarla organ basmak için henüz çok erken olsa da, bir gün 3D insan organlarını basmak mümkün olacaktır. Carnegie Mellon Üniversitesi’nden bilim insanlarının geliştirdiği devrimsel yeni teknoloji sayesinde, gerçek bir kalp için ihtiyaç duyulan bazı önemli parçalar üretilebiliyor.
Ekstraselülre matriks olarak bilinen bazı hücreler insan vücudunda birbirine yapışarak çeşitli organları oluşturuyor. Bununlar beraber bu protein ağları sadece her şeyi bir arada tutmamakla beraber, aynı zamanda organların düzgün çalışması için gerekli biyokimyasal sinyali de sağlıyor. İşte yapısal entegrasyonda kolajen, anahtar rol oynayan bir proteindir. Fakat iş doku yazmaya gelince bazı kendine özgü ve önemli zorlukları da beraberinde getiriyor.
“Kolajen 3D yazmada çok talep edilen bir biyo malzemedir ve vücutta her bir dokunun yapımında rol oynar. Fakat 3D baskıda kullanılması çok zordur. Çünkü,sıvı olarak başlar ve bunu basmaya kalkarsanız ancak bir çamur birikintisi elde edersiniz. İşte bu nedenle bu deformasyonu engelleyecek bir teknik geliştirdik, “diyor araştırmanın yardımcı yazarlarından Andrew Hudson.
Hidrojel Yapı Destek Olarak Kullanıldı
Hudson’ın tekniği özel olarak geliştirilen bir hidrojel teknolojisine dayanıyor, böylece geçici olarak bir destek oluşturularak kolajenin çökmesi engelleniyor. Bu jel banyo görevi görererek kolajenin tabaka tabaka birikerek, katı bir yapı oluşturmasına imkan veriyor. Bu destek jeli ise basitçe oda sıcaklığına ısıtılarak ortadan kaldırılıyor. Geriye sadece 3D basılı kolajen yapısı kalıyor.
Araştırma ekibi bu tekniğin işe yaradığını göstermek için bazı insan kalbi parçalarını bastı. Fakat bunları üretirken sadece kolajen değil, kardiyomiyositler(kardiyak kas hücreleri) ve de kalp emarlarını kullanarak açılıp kapanabilen kalp kapakçıkları ,ventriküller ve kan damarları ürettiler.
Araştırmacılar hastanın emarını kullanarak hastaya özgü anatomik yapıda kalp parçaları üretebiliyor.
Böylece tüm dünyada milyonlarca insan tarafından aranılan organ sıkıntısı 3D baskı kalp parçaları veya tüm kalple çözülebilir. Bilim insanları yine de bu konuda yıllarca araştırma yapılması gerektiğini söylüyor. Buna rağmen bu gelişme gerçekten insan doku ve organlarını basmada çok önemli bir adımı temsil ediyor.
Araştırma Science dergisinde yayınlandı.
Kaynak: Carnegie Mellon University
- A. Lee, A. R. Hudson, D. J. Shiwarski, J. W. Tashman, T. J. Hinton, S. Yerneni, J. M. Bliley, P. G. Campbell, A. W. Feinberg. 3D bioprinting of collagen to rebuild components of the human heart. Science, 2019; 365 (6452): 482 DOI: 10.1126/science.aav9051
