Ograniczony okres trwałości jest szczególnie problematyczną kwestią, kiedy dany organ bądź tkanka drukowane są w miejscu oddalonym od szpitala, w którym przebywa pacjent czekający na przeszczep.
Nie wspominając już o tym, że lekarze nie mogą drukować narządów na zapas, co zapewne przydałoby się na każdym ostrym dyżurze. W zależności od czynników, takich jak używany materiał do drukowania, biodrukowana tkanka 3D musi być obecnie wszczepiana w ciągu nie więcej niż kilku godzin do kilku dni od utworzenia.
Nowy biotusz ma zmienić ten stan rzeczy
Chcąc rozwiązać problemy opisane powyżej, naukowcy z powiązanego z Harvardem Brigham and Women’s Hospital stworzyli nowy biotusz, który można zamrażać. Wstępne eksperymenty pokazują, że wykonane z niego tkanki można nie tylko przechowywać w stanie zamrożonym przez kilka miesięcy, ale można je rozmrozić i przygotować do przeszczepu w ciągu kilku minut.
Podobnie jak inne, bardziej tradycyjne biotusze, ten również składa się z przypominającej rusztowanie matrycy żelatynowej, w której znajdują się żywe komórki.
To co wyróżnia ten materiał, to zastosowanie środka kriokonserwującego, który zapobiega wstrząsom osmotycznym i ograniczają powstawanie kryształków lodu uszkadzających błony komórkowe. Główny autor badania, prof Yu Shrike Zhang mówi, że środek ten składa się z farmaceutycznego leku sulfotlenku dimetylu (DMSO) i cukru maltozowego.
Czytaj również: Żywy biotusz – naukowcy stworzyli nowy rodzaj materiału, który potrafi się sam regenerować
Biotusz jest nakładany bezpośrednio z dyszy biodrukarki na zimną płytę o temperaturze -20 ºC, co sprawia, że jest on natychmiastowo zamrażany. Ten stan skupienia pomaga dodatkowo w formowaniu biotuszu do oczekiwanego kształtu.
Włókno naszego biotuszu zamarza w ciągu milisekund od zetknięcia z zimną płytą, więc nie ma czasu na utratę swojego pierwotnego kształtu. Pozwala nam to na bezproblemowe drukowanie warstw jedna na drugiej, które tworzą solidną, trójwymiarową strukturę, zdolną utrzymać swój własny ciężar – mówi Zhang.
W testach laboratoryjnych tkanka wydrukowana z biotuszu była przechowywana w temperaturze -196 ºC przez co najmniej trzy miesiące. Po rozmrożeniu, znajdujące się w niej komórki zachowywały się normalnie, a w samym materiale nie znaleziono żadnych mechanicznych uszkodzeń.
Jest to dość ważne osiągnięcie, gdyż dzięki niemu moglibyśmy tworzyć sztuczne narządy na zapas i użyć je praktycznie natychmiast, gdyby były potrzebne do nagłego przeszczepu. Ostatnia kwestia, z którą musi zmierzyć się zespół prof. Zhanga, jest przekonanie zespołów zajmujących się biodrukowaniem sztucznych narządów na skorzystanie z nowego biotuszu.