Njemački istraživači trenutno rade na razvoju jednog 3D printera koji bi mogao tiskati kosti i krvne žile. To bi bio ogroman uspjeh. Dugoročni cilj je izrada printera koji bi mogli otiskati cijele ljudske organe.
3D printeri danas mogu tiskati gotovo sve: cipele, oružje, čak i kosti. Znanstvenici iz cijelog svijeta već neko vrijeme preko takvih printera tiskaju „rezervne dijelove“ za kosti. Stručnjaci sa Sveučilišta u Freiburgu žele otići i jedan (veliki) korak dalje: uz pomoć 3D printera oni žele otisnuti kosti s krvnim žilama. Na taj način bi se povećala vjerojatnost da se otiskani dijelovi „povežu“ s okolnim prirodnim tkivom.
„Ova metoda bi nam trebala donijeti odlučujuću vremensku prednost“, kaže Günter Finkenzeller, voditelj Odjela za istraživanje i umjetno stvaranje biološkog tkiva (tissue engineering) na Klinici za estetsku kirurgiju u Freiburgu. "Nakon toga bi bilo potrebno još samo da se na granici između implantata i tkiva isprintane krvne žile povežu s krvnim žilama pacijenta. Tako bi se umetak relativno brzo trebalo opskrbiti krvlju.“
Kod drugih metoda koje su dokumentirane u medicinskoj literaturi, krvne žile iz okolnog tkiva tek trebaju narasti nakon intervencije. To može potrajati jedan do dva tjedna. A u tom razdoblju velik dio umjetnog tkiva obično odumre.
Hidrogel kao „tinta“ za printer
Još će proći neko vrijeme dok Finkenzeller, Peter Koltay (zamjenik voditelja projekta) i njihovi kolege ne budu doista u stanju da u printeru otiskaju kosti i žile. Oni su upravo od Njemačkog društva za istraživanje (DFG) dobili istraživačku stipendiju u iznosu od 460.000 eura, čime u iduće tri godine mogu financirati svoj rad. A s projektom počinju za dva-tri mjeseca.
Prvi će korak biti razvoj prikladnog printera. Jedan od problema pri korištenju 3D-printera u medicini je činjenica da su većina materijala koje strojevi mogu koristiti – plastični materijali. Oni su iznimno funkcionalni i otporni, ali ljudsko tijelo ih ne podnosi baš najbolje.
„Želimo razviti 3D printer koji bi nam dozvolio da tiskamo i određene tekućine, takozvane hidrogelove, u kojima će biti ljudske stanice“, kaže Finkenzeller za DW. "Tako želimo dobiti trodimenzionalno umjetno tkivo. Kod stanica koje želimo tiskati radi se ponajprije o osteoblastima, stanicama koje mogu proizvesti koštano tkivo. Namjeravamo printati i stanice koje oblažu krvne žile.“
Ukratko, znanstvenici rade na 3D printeru koji bi hidrogel koristio svugdje gdje se kod „običnih“ printera koristi patronu s tintom. Kako tijelo pacijenta ne bi odbacilo umjetno tkivo, u hidrogelovima bi se u idealnom slučaju trebale naći i pacijentove „prirodne“ stanice.
Finkenzeller kaže da bi se u budućnosti mogle koristiti i matične stanice. Njih ima posvuda u tijelu i moglo bi ih se izolirati iz masnog tkiva. U laboratoriju bi istraživači te stanice onda „pretvorili“ u koštano tkivo kako bi ih mogli „ubaciti“ u hidrogel.
Veliki korak za medicinu
Znanstvenici u Freiburgu ne očekuju da će tijekom trogodišnjeg projekta uspjeti otiskati kosti koje će funkcionirati u potpunosti. Da bi se to postiglo, odnosno da bi se tu metodu u velikom stilu stavilo na raspolaganje liječnicima i bolnicama kako bi ju počeli provoditi u praksi, potrebno je više vremena, to je dugoročni cilj. Finkenzeller procjenjuje da će to biti moguće za sedam do deset godina.
A kad bude moguće, 3D printeri bi mogli dati posve novo značenje takozvanoj „individualiziranoj“ medicini. Zahvaljujući rendgenu i kompjutorskoj tomografiji (CT) liječnici mogu dobiti precizne snimke dijelova kostiju koje treba zamijeniti kod pacijenata. 3D printeri budućnosti bi onda vrlo precizno mogli reproducirati svaki pojedini od tih dijelova. Korištenjem matičnih stanica pacijenata bili bi u stanju otiskati savršene „rezervne“ dijelove.
Ta bi se metoda mogla primijeniti u tretmanu raka kostiju. Postoji nada da bi se u budućnosti uz pomoć printera moglo jednostavno zamijeniti pogođene, bolesne kosti. Ali nije to jedino područje u kojem bi 3D printeri mogli revolucionirati medicinu. Teoretski bi to bilo moguće i za svako drugo tkivo, na primjer kožu, dodaje Finkenzeller i tako budi nade pacijentima koji pate od artroze.
Jetra iz printera
John Hunt ide još dalje. Direktor Centra za Tissue Engineering u engleskom Liverpoolu kaže da će 3D printeri jednoga dana biti u stanju otiskati kompletne organe. „Mogli bismo početi razmišljati već o tiskanju jetre ili gušterače“, kaže on za DW. To zvuči kao znanstvena fantastika. Hunt priznaje da otiskani organi vjerojatno ne bi bili 100%-tna zamjena za „prave“ organe koje bi pacijent mogao dobiti tijekom uobičajene transplantacije organa nekog drugog čovjeka.
Velika je prednost 3D printera da pacijenti ne moraju godinama čekati na donaciju organa, jetra bi se jednostavno mogla isprintati. Vjerojatno će trebati proći neko vrijeme dok isprintani organi ne počnu funkcionirati u tijelu pacijenta, ali radilo bi se ipak o ograničenom vremenskom razdoblju, pojašnjava Hunt. Više ćemo znati ipak tek za sedam do deset godina.