191011 Blutgefäße Drucker

Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća je na tržište izašao prvi automatski tintni pisač. Ali da se jednim sasvim normalnim tintnim pisačem može puno više postići nego samo tiskati na papiru, dokazuju znanstvenici s instituta Fraunhofer Gesellschaft. Umjesto tinte, oni su razvili novu vrstu tekućine kojom može biti napunjen klasični pisač. Proces tiskanja pri tomu funkcionira baš kao i kod tiskanja tintom na papiru. Nakon toga slijedi kemijski proces, pri čemu nastaju trodimenzionalne slike. I tako mogu nastajati i umjetne krvne žile. One bi mogle zamijeniti klasičnu prijemosnicu (bypass) na srcu ili čak čitave organe. Godinama se znanstvenici s ovog instituta bave ovom idejom i uskoro bi trebali početi s pokusima na životinjama.

Žile iz umjetnog materijala

Na modelu su umjetne krvne žile debele kao palac i dugačke 40 centimetara. Unutar njih crveno žmirka svjetleći lanac, koji predstavlja protok krvi. Kad dr. Günter Tovar iz Instituta Fraunhofer u Stuttgartu uključi trodimenzionalni laserski pisač, nastaju znatno manje, sitnije žilice koje se isprepliću u tri dimenzije. "Želimo umjetno stvoriti krvne žile ali samo njihovu unutarnju strukturu. Nju radimo iz umjetnog materijala. Na kraju bi jedna takva žila mogla kao implantat biti usađena u ljudski organizam", objašnjava Günter Tovar.

Struktura pravih krvnih žila sastavljena je iz dugačkih lančastih molekula šećera i nakupljenih bjelančevina. To je uistinu komplicirana tvorevina i ima, naravno, cjevasti oblik. Trebale su godine da znanstvenici uspiju stvoriti sličan umjetni proizvod. Radi se o prozirnoj tekućini kojom se može tiskati kao tintom. No uz pomoć svjetlosnih impulsa iz lasera, nju se može kemijskim putem još više otvrdnuti. Istovremeno, ovaj umjetni proizvod mora u tijelu funkcionirati kao biomaterijal. A to je za znanstvenike bio jako težak zadatak.

Proces proizvodnje je sljedeći: Jedna vrsta klasičnog pisača istiskuje tekućinu u krugovima na staklenu površinu. Promjer krugova je već u ovoj fazi onakav kakvog će imati buduća krvna žila. Potom po njegovoj površini prelazi laserski mlaz. Započinje fotokemijska reakcija, koja očvršćuje materijal. Slijedi naredni krug. Nakon otprilike tri sata nastaje centimetar dugačka cijev, koja se može i dalje granati. Osim toga, materijal ostaje prilagodljiv, baš poput bioloških krvnih žila.

Hibridna struktura

"Tako u načelu gradimo strukturu potpuno umjetno i pri tome koristimo vrlo rafiniranu tehnologiju. Kasnije se na tu strukturu mogu nadovezati i na nju dalje rasti vlastite stanice pojedinog pacijenta. U idealnom slučaju, nastat će jedna hibridna struktura. Znači mješavina sintetičke forme i nadogradnje iz tjelesnih stanica. Jednom kasnije ona bi se mogla ugraditi kao implantat potpuno identičan onom iz tijela", kaže Günter Tovar.

Prije usađivanja u tijelo, na nosećem se materijalu moraju u svakom slučaju namnožiti tjelesne stanice pojedinog pacijenta. Ali to se sve radi izvan tijela u bioreaktoru, koji jedva da je nešto veći od šake. Tamo znanstvenici dodaju stanice iz koštane moždine, koje se prihvaćaju na cjevasti nosivi materijal, postaju stanice krvnih žila i grade zatvorenu površinu. Tek je tad krvna žila gotova i spremna za usađivanje, na primjer u operaciji postavljanja srčane prijemosnice. "Danas je čak moguće koristiti prave vene, ali često kod pacijenta vene nisu dovoljno dobre. Kad biste u tim slučajevima na raspolaganju imali neku sintetičku varijantu, bio bi to velik korak naprijed", kaže Günter Tovar.

U studenom počinju pripreme za prve pokuse na životinjama. U početku na miševima. Znanstvenici žele ispitati kako se umjetne krvne žile "s pisača" ponašaju u prirodnom okruženju. Ukoliko sve bude dobro funkcioniralo, u ljudskim bi organizmima krv kroz ovakve umjetne žile mogla teći već za deset godina.

Autor: Michael Engel/ Snježana Kobešćak

Odg. urednik: Anto Janković