Satu pasukan penyelidik dari Imperial College London dan King's College London mempunyai membangunkan teknik baru untuk mewujudkan struktur 3D yang boleh digunakan untuk meniru tisu dan organ biologi.
Kajian ini diterbitkan di Malaysia Laporan Saintifik.
Percetakan organ
Kajian percetakan organ menggunakan teknik percetakan 3D untuk menghasilkan peranti buatan yang dibina untuk penggantian organ.
. Percetakan 3D teknik membenarkan pembinaan struktur organ tertentu lapisan demi lapisan membentuk sel perancah, yang merupakan komponen utama untuk membentuk tisu berdaya maju baru. Perancah berfungsi sebagai templat untuk regenerasi tisu, di mana tisu-tisu yang rosak digalakkan untuk tumbuh semula.
Pada masa ini, di klinik, organ yang rata, seperti kulit, atau berongga, seperti pundi kencing, telah berjaya dicetak dan dilaksanakan. Para saintis sedang berusaha untuk membina organ yang lebih kompleks, seperti otak dan jantung.
Cryogenics
Para penyelidik dalam kajian ini adalah yang pertama untuk mencipta struktur 3D yang cukup lembut untuk mereplikasi sifat mekanik organ seperti otak dan paru-paru.
"Kita perlu meniru geometri kompleks otak dan cara terbaik untuk mencapai geometri yang tepat ialah mencetak 3D, "kata Zhengchu Tan, salah seorang penyelidik utama dari Jabatan Kejuruteraan Mekanikal di Imperial College London.
"Oleh itu, kami telah membangunkan teknik yang boleh mencetak stabil, namun super lembut ketika dicairkan, bahan seperti otak. "
Teknik ini menggunakan kaedah yang dipanggil Cryogenics (dengan kata lain, pembekuan), di mana karbon dioksida pepejal (ais kering) digunakan untuk mempercepatkan dakwat hidrogel dengan cepat kerana ia diekstrak daripada pencetak 3D. Penyejukan segera ini membolehkan lapisan lebih lanjut dibina pada lapisan sebelumnya, membina matriks hidrogel.
Oleh itu, selepas dipanaskan, tidak seperti teknik yang serupa sebelum ini diuji dan gagal, bentuk gel dakwat hidrogel menjadi lembut seperti tisu badan, tetapi tidak runtuh di bawah beratnya sendiri.
"Ia (struktur 3D) mampu mengekalkan bentuknya kerana hubungan silang telah diwujudkan untuk membentuk matriks hidrogel yang mengekalkan struktur bersama," kata Tan. "Walau bagaimanapun, ia harus ditunjukkan bahawa kerana ia adalah seperti yang lembut seperti otak, ia tidak berubah di bawah graviti sama seperti otak."
Para penyelidik menguji struktur 3D yang dicetak dengan membenamkannya dengan sel-sel fibroblast derma, yang menghasilkan tisu penghubung di kulit, dan mendapati terdapat lampiran yang berjaya dan kelangsungan hidup.
"Pada masa ini, kami telah mencipta struktur beberapa sentimeter dalam ukuran, tetapi kami ingin mencipta replika seluruh organ menggunakan teknik ini," kata Tan dalam satu kenyataan.
Dengan kriogenik, saintis boleh menggunakan struktur 3D ini untuk menggantikan tisu badan dalam prosedur perubatan untuk membentuk perancah. Dengan penanaman "poros" berakar dengan sel dan mendorong mereka untuk berkembang, para saintis dapat meregenerasi tisu-tisu yang rosak dan membolehkan badan itu sembuh tanpa menghadapi masalah yang biasanya mempengaruhi tisu-menggantikan prosedur pemindahan, seperti penolakan oleh badan.
Peluang penyelidikan masa depan
Teknik baru ini boleh membawa kepada kemungkinan lebih lanjut di sekitar pertumbuhan sel stem, yang merupakan kunci kepada revolusi perubatan kerana keupayaannya berubah menjadi pelbagai jenis sel.
Di samping itu, teknik ini boleh digunakan untuk membuat bahagian badan replika atau seluruh organ. Ini membolehkan para saintis menjalankan jenis eksperimen, yang tidak mungkin dilakukan pada subjek langsung. Dan bahagian dan organ badan replika ini boleh digunakan untuk membantu latihan perubatan dengan menggantikan keperluan untuk mengamalkan pembedahan pada haiwan.
Menurut Tan, pasukan kini menggunakan kriogenik untuk mencetak struktur 3D yang lembut, di mana mereka boleh menjana sel benih untuk mengkaji kesan ketegangan substrat pada daya maju sel.
Sebagai sebahagian daripada usaha yang lebih besar untuk membangunkan struktur 3D otak, pasukan itu berharap untuk memperluaskan saiz percetakan untuk mencetak seluruh otak.
