Naukowcy z Uniwersytetu Stanford pracują nad pionierskimi technikami druku 3D, które mają na celu hodowanie ludzkich narządów w warunkach laboratoryjnych. Pomysł nie jest nowy, ale sposób, w jaki naukowcy podchodzą do problemu, wyróżnia się na tle innych prób.
Innowacyjne podejście do druku 3D
Zespół Marka Skylar-Scotta, asystenta profesora bioinżynierii na Stanford, stosuje drukowanie 3D, aby budować grube tkanki o złożonych wzorach, warstwa po warstwie. Dzięki temu, odpowiednie typy komórek trafiają we właściwe miejsca. W przeciwieństwie do tradycyjnych drukarek 3D, proces ten polega na użyciu żywych komórek, a nie plastiku.
Wykorzystywane tu są tzw. organoidy – skupiska komórek, powstałe przez umieszczenie zmodyfikowanych komórek macierzystych w wirówce. Uzyskana w ten sposób pasta może być drukowana w strukturze 3D, umożliwiając szybsze tworzenie narządów.
Kluczowym elementem procesu jest kontrolowanie zachowania komórek. Aby osiągnąć ten cel, naukowcy modyfikują komórki tak, aby reagowały na konkretny lek. Następnie wystawiają je na działanie tego środka, przekształcając je w pożądany typ komórek.
Na razie osiągnięcia naukowców nie są imponujące – zespół zdołał zbudować rurkę o długości 5 cm i średnicy 0,5 cm, która potrafi pompować płyn. To jednak pierwszy krok ku stworzeniu narządów, które mogą zostać wszczepione w ludzkie ciało.
Plastry z ultradźwiękami – jak to działa?
Naukowcy z MIT opracowali przełomowy plaster, który dzięki ultradźwiękom pozwala na bezbolesne dostarczanie leków przez skórę. To innowacyjne rozwiązanie może być wykorzystane do leczenia różnorodnych problemów skórnych, a także w terapii hormonalnej czy dostarczaniu leków rozluźniających mięśnie.
Specjalny plaster emituje nieodczuwalne dla człowieka fale ultradźwiękowe. Dzięki temu tworzą się mikroskopijne kanały, przez które leki mogą przenikać przez skórę. Zawiera on kilka dysków piezoelektrycznych, które przekształcają prąd elektryczny na energię mechaniczną. W rezultacie powstają bąbelki, które pękają na powierzchni skóry, umożliwiając lekom przedostanie się przez zewnętrzną jej warstwę.
Podawanie leków przez skórę ma wiele zalet. Dzięki temu substancje lecznicze trafiają bezpośrednio do miejsca, gdzie są potrzebne, co jest szczególnie przydatne w leczeniu ran, łagodzeniu bólu czy pielęgnacji skóry. Jednakże dostarczanie leków w ten sposób jest trudne z powodu zewnętrznej warstwy skóry, która chroni przed przenikaniem cząsteczek.
Potencjalne zastosowania w medycynie
Nowe metody druku ludzkich narządów mogą zrewolucjonizować medycynę, oferując nowe możliwości w transplantologii. Dają nadzieję na lepszą przyszłość dla pacjentów oczekujących na przeszczepy, eliminując długie listy oczekujących oraz problem braku dawców. Ponadto indywidualne drukowanie narządów na potrzeby pacjentów może zminimalizować ryzyko odrzucenia przeszczepu. Mogą również służyć jako modele do testowania skuteczności i bezpieczeństwa nowych substancji, co będzie skutkowało szybszym wprowadzaniem leków na rynek.
Ultradźwiękowy plaster z kolei może być wykorzystywany do dostarczania leków działających lokalnie w skórze, np. witamin czy substancji gojących rany. Po dalszych modyfikacjach technologii może być stosowany również do leków, które muszą dostać się do krwiobiegu, takich jak kofeina czy leki przeciwbólowe. Plastry tego rodzaju mogą być również przydatne w terapii hormonalnej.
