Top 3 Techniken für das Erstellen von Organen im Labor

Für Menschen, die Organtransplantationen, konnte die quälende Wartezeit in Zukunft verkürzt werden, wie Ärzten und medizinischen Forschern nun Techniken zur Erstellung neuer Organe im Labor voran.

Medizin noch nicht in der Lage, die komplexesten Organe wie Herz, Leber und Lunge, reproduzieren wurde, sagte Doris Taylor, Leiter der regenerativen Medizinforschung am Texas Heart Institute in Houston. "Aber es ist sehr, sehr spannend zu sehen, wie weit wir in den letzten Jahren gekommen sind", sagte sie.

Sogar die einfachsten Organe erfordern eine zugrunde liegende Gerüst oder Rahmen, und vor kurzem Forscher fanden mehrere Möglichkeiten, solche Strukturen zu produzieren mit dem Ziel, mit Fällen helfen, wo ein transplantierbaren Organ von einem Spender nicht ohne weiteres verfügbar ist. Diese Methoden umfassen Bioprinting, Wiederverwendung von einem Organ seiner Zellen gereinigt und Spinnen aus Nanofasern. [7 coole Anwendungen des 3D-Drucks in der Medizin]

Sobald das Gerüst fertig ist, muss es mit dem Patienten Zellen ausgesät. Dann ist es ein Bioreaktor zugeführt, wo es vor transplantiert wird am Leben gehalten werden muss. Dies kein leichtes Unterfangen, unter Berücksichtigung der ersten Bioreaktoren wurden soll nur für einen Tag zu funktionieren.

Leben hängt dieser Forschung. Mehr als 122.000 Menschen warten derzeit Organe in den Vereinigten Staaten, und 18 Menschen sterben jeden Tag, bevor sie ein, nach dem US Department of Health And Human Services Division der Transplantation erhalten können.

Sogar die beste Übereinstimmung mit einem lebenden Organ Spende trägt Risiko. Immunsuppressiva, die Menschen, die Transplantate erhalten haben, nach der Transplantation zu nehmen sind nicht nur teuer, sondern auch können Nebenwirkungen haben und nicht garantieren, dass der Körper noch das Transplantat abstößt wird nicht.

Transplantationen, mit denen Organe, die mit einer patienteneigenen Zellen benötigen keine Menschen, die Drogen zu nehmen.

Mit hohen Einsätzen Stimulierung der regenerativen Medizin sind hier die wichtigsten Möglichkeiten die Forscher Organe im Labor entwickeln.

Decellularization. Jahrelang Gewebe Ingenieure haben alle Zellen aus Schwein Herzklappen in einem Prozess namens Decellularization entfernt, und habe diese Ventile als Ersatz bei menschlichen Patienten. Taylor sagte, die hat sie und ihre Kollegen auf eine Idee: Wenn Sie ein Ventil decellularize können, warum konnte nicht Sie ein Organ decellularize?

Im Jahr 2008 zeigten sie, dass es möglich war, Herzen aus Ratte und Schwein Leichen, alle Zellen auswaschen und am Ende mit der Orgel natürliche Gerüst. Dann zeigten die Forscher, dass die Technik mit anderen Organen, darunter auch solche von größeren Tieren gearbeitet.

Später führte dieses Jahr weltweit renommierten thorakalen Chirurg Dr. Paolo Macchiarini, der dem Karolinska Institut in Schweden, ein europäisches Team in Verpflanzung der weltweit erste Tissue-Engineering Luftröhre zu einer jungen Frau. Die Luftröhre kam von einem verstorbenen Spender in Spanien und war mehr als sechs Wochen decellularized. Es wurde dann in einem Bioreaktor gelegt und mit Zellen gezüchtet von der jungen Frau der eigenen ausgesät.

Seitdem haben mehr als ein Dutzend recellularized Tracheas verpflanzt, sagte Taylor. Forscher hoffen, diese Technik zu verwenden, für Herz, obwohl Spende – sogar von den verstorbenen – bleibt eine Herausforderung.

3D-Druck. Wo die Natur aufhört, konnten 3D-Druck übernehmen. Diese Technik ist genau das, was es klingt: Forscher konnten eine synthetische, poröse Gerüst für eine Orgel ausdrucken.

"Der offensichtliche Vorteil – zumindest theoretisch – ist, dass jedes Organ in beliebiger Form auf Wunsch erstellt werden kann" sagte Dr. Saverio La Francesca, Chefarzt für Harvard Apparat Regenerative Technologie, ein Massachusetts Biotech-Unternehmen, das Produkte für die Erstellung von Organe regeneriert.

In der Praxis ist die 3D-Drucktechnologie noch in den Kinderschuhen. Bisher sagte nur kleine Stücke von Gewebe, gemacht für Forschungszwecke, auf diese Weise erstellt wurden, La Francesca. 3D-gedruckten Organe zwei Jahrzehnte entfernt sein könnte, sagte er.

Elektrospinnen. Eine Technik namens Elektrospinnen ist derzeit viel weiter als 3D-Druck. Nanofasern ein Hundertstel der Breite eines menschlichen Haares werden in eine benutzerdefinierte Orgel Gerüst montiert.

"Das ist besser als die Leistung der besten 3D Drucker heute die Objekte 100 Mikrometer im Durchmesser erzeugen können – oder 100 Mal größer sein," sagte La Francesca. Ein Gerüst gemacht auf diese Weise kann stellen Sie für zwei Tage in einem Bioreaktor, und gedreht, so dass seine Oberfläche in Zellen aus dem Knochenmark des Patienten getränkt wird. Fünf Personen erhielten bisher Tracheas diese Weise erstellt.

Engineering-Organe erfordert ein ganzes Team. Sie ein Organ Babysitter sind, sagte Taylor. "Obwohl wir versuchen, diese in eine Wissenschaft und Medizin machen, es ist immer noch ein bisschen wie eine Kunst."

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