Štampač za ljudske organe

Na modelu, veštački krvni sudovi su široki otprilike kao palac i visoki 40 centimetara. U unutrašnjosti treperi crvena svetlost koja bi trebalo da ilustruje krvotok. Kada dr Ginter Tovar sa štutgartskog instituta „Fraunhofer“ aktivira trodimenzionalni laserski štampač, vide se i još finiji, manji krvni sudovi i to razgranati u tri dimenzije.

„Na ovom modelu se vidi kojem cilju mi zapravo težimo. Želimo da veštački nadogradimo krvne sudove, unutrašnju strukturu sudova. U krajnjem slučaju, jedan takav veštački krvni sud bi mogao biti presađen ljudima“, smatra dr Tovar.

Multifunkcionalan materijal

Krvni sudovi sastoje se od dugačkih nizova molekula šećera i proteina sa prilično komplikovanom strukturom i naravno imaju formu lanca. Prošlo je nekoliko godina istraživanja dok su naučnici sa „Fraunhofera“ pronašli sličnu veštačku strukturu. Radi se o providnoj tečnosti, koja se može štampati kao mastilo, a potom se uz pomoć svetlosnih impulsa lasera očvrsne.

„Ovaj materijal je multifunkcionalan. Sa jedne strane moramo obezbediti da ta tečnost očvrsne. Za to koristimo laser. Sa druge strane, taj veštački proizvod potom mora u organizmu da funkcioniše kao biomaterijal. Za nas je to bio težak zadatak“, kaže Tovar.

Taj proces ide ovako: jedna vrsta štampača utiskuje kružno dvokomponentnu tečnost na staklenu pločicu. Krug ima prečnik krvnog suda koji naučnici žele da dobiju. Potom se laserski znak pomera preko nanesnog sloja i počinje fotohemijska reakcija prilikom koje će se štampani materijal stvrdnuti. Nakon otprilike tri sata nastaje cev dugačka otprilike jedan centimetar, koja može biti i razgranata. Pritom materijal ostaje fleksibilan- upravo kao pravi krvni sudovi.

„Tako veštački pravimo strukturu i pritom koristimo rafiniranu tehnologiju. Kasnije, ćelije pacijenta mogu srasti sa tim krvnim sudom. U idealnoj situaciji, stvoriće se neka vrsta hibridne strukture, mešavina sintetičkog materijala i ćelija pacijenta“, kaže dr Tovar.

Počinju eksperimenti na miševima

U svakom slučaju, pre presađivanja, veštački materijal mora da bude pomešan sa ćelijama budućeg pacijenta. To se radi van tela, u bio-reaktoru ne većem od pesnice. Istraživači nosećem, veštačkom materijalu dodaju matične ćelije iz koštane srži, a masa potom formira ćelije krvnih sudova i jednu zatvorenu cevastu strukturu. Krvni sud je gotov i može biti presađen.

„Danas je moguće presađivanje vena, ali često se radi o lošem venskom materijalu. Kada bi čovek imao na raspolaganju sintetičku varijantu, pa još pomešanu sa sopstvenim ćelijama, to bi bio ogroman korak napred“, smatra Tovar.

U novembru ove godine počinje pripreme za prvi ogled na životinjama, za početak na miševima. Naučnici žele da otkriju kako će se veštački, štampani krvni sud ponašati u prirodnom okruženju. Bude li sve proteklo dobro, za deset godina ti krvni sudovi će pulsirati i u ljudima.

Autori: Mihael Engel / Daniela Vranković
Odgovorni urednik: Ivan Đerković