Zgodnie z wszystkimi raportami i przewidywaniami, medyczny druk 3D cieszy się coraz większa popularnością. W tym roku również nie zabrakło doniesień z świata medycznego druku przestrzennego oraz biodruku 3D. Które z wydarzeń mijającego roku zasłużyły na wyróżnienie?
O ile w zeszłym roku wybór najważniejszych medycznych aplikacji nie sprawił nam większych problemów, o tyle w tym roku wyłonienie jedynie pięciu najważniejszych jest znacznie większym wyzwaniem. Co więcej, w tym roku to już nie tylko obietnice i założenia, a realne efekty projektów. Zapraszamy do lektury naszego zestawienia pięciu najważniejszych wydarzeń w branży medycznego druku 3D w 2018 roku.
5. Cukrowe scaffoldy – przyszłość biodruku 3D?
Naukowcom z Uniwersytetu Illinois udało się opracować nowa metodę druku przestrzennego z cukru. I chociaż na pierwszy rzut oka może się wydawać, że ta informacja niewiele ma wspólnego z zagadnieniami z dziedziny medycznego druku 3D, to druk 3D z izomaltu może okazać się szczególnie przydatny podczas tworzenia rusztowań do hodowli komórkowych.
Najciekawszą częścią tego projektu jest jednak fakt, że opracowana technologia wytwarzania addytwynego, która nie wymaga tworzenia podpór a cukrowy materiał nanoszony jest w powietrzu (!). Właściwie ustawiony strumień powietrza umożliwia niemal natychmiastowe twardnienie materiału, pozwalając nanosić na niego kolejne ścieżki izomaltu. Technika została stworzona pod kątem produkcji delikatnych, ażurowych struktur, bez litego wypełnienia wewnątrz detalu.
Z biologicznego punktu widzenia rusztowania degradujące w czasie narastania komórek są wyjątkowo interesujące – naukowcy jako przykład ich zastosowania wymieniają hodowanie komórek nowotworowych aby móc przewidywać szybkość czy kierunek narastania, co jest niemożliwe w przypadku płaskich szalek laboratoryjnych.
4. Biodruk 3D funkcjonalnej tkanki serca – medyczna rewolucja czy wabik na inwestorów?
Drukowane 3D funkcjonalne organy to święty Graal branży biodruku 3D. Kilka miesięcy temu świat obiegła informacja, że start-up BIOLIFE4D zaprezentował biodrukowaną w 3D tkankę ludzkiego mięśnia sercowego. Na ile te informacje są zgodne z prawdą?
Jak na razie, BIOLIFE4D nie ma na poparcie swoich doniesień żadnej publikacji naukowej, która nieco przybliżyłaby specyfikę procesu, wykorzystywane technologie lub oceniała funkcję tkankowego plastra, jednak – miejmy nadzieję – jest to tylko kwestią czasu i funduszy. Firma wciąż poszukuje inwestorów. Nie przeszkadza to jej snuć planów związanych z biodrukowaniem 3D zastawek i większych naczyń krwionośnych, by w końcu być w stanie odtworzyć całe ludzkie serce w pełnym jego rozmiarze.
3. Pierwszy prototyp bionicznego oka z drukarki 3D
Na trzecim miejscu naszego podsumowania znalazł się projekt naukowców z Uniwersytetu Minnesota , którzy opracowali prototyp bionicznego oka, do którego wytworzenia wykorzystana została technologia druku 3D.
Sekretem stworzenia funkcjonalnego substytutu oka jest możliwość wytwarzania przestrzennego urządzeń optoelektronicznych, również na zakrzywionych powierzchniach. Projekt z pogranicza nowoczesnych technologii, biologii i inżynierii komórkowej otwiera nowe potencjalne ścieżki poszerzania możliwości ludzkiego organizmu. W planach jest stworzenie prototypu z większą liczbą drukowanych fotoreceptorów światła, tak by osiągać jeszcze lepszą wydajność i efektywność pracy bionicznego oka.
Możliwości nowoczesnych rozwiązań technologicznych maja szansę przedefiniować sposób wytwarzania implantów czy sztucznych organów, jaki znamy obecnie. Koniecznie zobaczcie film, dokumentujący proces wytwarzania bionicznego oka.
2. CELLINK zapowiada urządzenie do ultra precyzyjnego biodruku 3D
CELLINK płynąc na fali popularności biodruku 3D, zapowiedziało nowe urządzenie, które będzie w stanie drukować 3D precyzyjne struktury biologiczne – według twórców ta technologia umożliwi wytwarzanie tkanek z siecią naczyń krwionośnych. Holograph-X wykorzystuje ultra precyzyjną metodę holographic bioprinting technology, pozwalający na biodruk 3D w skali mikro.
Firma we współpracy z Prellis Biologics będzie prowadzić dalsze badania i prace rozwojowe, równocześnie trwa praca nad komercjalizacją projektu. Według wstępnych ustaleń Holograph-X Bioprinter będzie dostępny komercyjnie na początku 2019. Urządzenie od swoich poprzedników różni się również ceną – wstępnie ma kosztować 1,2 miliona dolarów!
1 . Potwierdzenie trwałości implantów z drukarek 3D i przeżywalności komórek z biodrukarek 3D
Wszystkie badania i zapowiedzi mają sens jedynie wtedy, kiedy mają potwierdzenie o ich skuteczności. Nadal jednym z często podejmowanych tematów jest trwałość detali, wykonanych w technologii przyrostowej. Wątpliwości w kwestii tego, czy wydruk z może wykazywać takie same (a nawet lepsze) właściwościowi mechaniczne jak element wykonany standardowymi metodami detal wynikają przede wszystkim z dynamicznego rozwoju tej technologii.
Doktor Guido Grappiolo jest prekursorem wdrażania drukowanych wszczepów w nowoczesnej implantologii – blisko dziesięć lat temu wszczepił pacjentowi endoprotezę, której elementy wykonane zostały z proszku tytanowego w technologii druku 3D. Co ważne, po dekadzie użytkowania implantu przez pacjenta brak jakichkolwiek podstaw do reimplantacji czy resekcji. Oznacza to, ze drukowane 3D implanty wykazują żywotność zbliżoną do implantów wykonywanych standardowymi metodami (najbliższe lata pokażą, czy lepszą) – dodatkowo, mogą być dopasowywane do anatomii pacjenta.
Również w przypadku drukowanych 3D komórek można było w tym roku poczynić długoterminową obserwację. Czternaście lat temu dr. Anthony Atala przeprowadził pionierski zabieg wszczepienia sztucznego pęcherza, wyhodowanego z tkanek uzyskanych w procesie biodruku 3D. W tym przypadku technologia biodruku 3D posłużyła do stworzenia struktury z pojedynczych komórek, które rosnąc na specjalnym rusztowaniu w środowisku laboratoryjnym stworzyły sztuczny pęcherz. 14 lat po przeszczepie nie ma powodów do resekcji.
Jest to niebywale ważne w przypadku stosunkowo nowej technologii jaką jest druk 3D – pozwala to budować zaufanie odbiorców do tej metody, poprzez pokazywanie jej realnych możliwości.
A jakie Waszym zdaniem zeszłoroczne wydarzenia ze świata medycznego druku 3D zasługują na wyróżnienie?
Grafika przewodnia: Photo by Ars Electronica on Visualhunt.com / CC BY-NC-ND