3D-gedruckten Zucker Technik macht künstliche Blutgefäße

Eine neue Formel erstellt 3D-gedruckten Blutgefäße, die völlig vom Menschen geschaffenen Organe für Transplantationen in Zukunft integriert werden kann. Der Drucker druckt nicht direkt die Blutgefäße, jedoch; Stattdessen haben Forscher gedruckt eine steife Form des Zuckers, die im Gewebe, dann aufgelöst, eingebettet wird gemacht hinterlässt offene Kanäle innerhalb des Gewebes, die als Blutgefäße dienen. Die Technik ist ein Weg, um Blutgefäße in künstlichen Organen wie Niere oder Leber. "Machen die"Sanitär"jetzt viel einfacher mit unseren 3D-gedruckten Zucker-Fäden", schrieb Jordan Miller, ein Biotechnologe University of Pennsylvania, der die Studie leitete, InnovationNewsDaily in einer e-Mail.

Schaffung eines guten künstliche vaskulären Systems ist ein wichtiger Schritt zum Aufbau einer vom Menschen verursachten Transplantation, die wie die reale Sache funktioniert. Künstliche Haut, Kaltluft und Blase erscheinen bereits in OP-Sälen heute, aber Nieren und Leber sind schwieriger zu bauen, weil die Zellen in ihnen weiter entwickelt sind. Für eine Sache, erfordern Nieren und Leber viele Blutgefäße, Nährstoffe, um sie zu tragen. "Adressierung der Gefäßstruktur eine der wichtigsten Herausforderungen", sagte Abraham Stroock, Chemie-Ingenieur an der Cornell University, die nicht an der Forschung beteiligt war.

Miller und einige Kolleginnen und Kollegen an der University of Pennsylvania kam mit einer Mischung aus Zuckermolekülen, gehen in eine Open-Source-3D-Drucker RepRap genannt. Schrieben sie die Anweisungen für den Drucker, ein Netzwerk ausgedruckt von zuckerhaltigen Schläuche nannten "Kohlenhydrat Glas." Wie Glas ist es bei Raumtemperatur steif und durchscheinend. [10 unglaubliche 3-d-Druckerzeugnisse]

Sie schickte den Schlauch zu Massachusetts Institute of Technology, wo Forscher eine Gel mit Leberzellen um das Kohlenhydrat-Glas gegossen. Nach der Leber gel Set – "Es ist sehr ähnlich wie Jell-o", sagte Miller – es erstellt eine winzige Rechteck von festen Gewebe umwickelt die Zucker-Röhren.

Forscher dann die Rohre mit Wasser gespült, Auflösen der Struktur und hinterlässt offene Kanäle im Inneren der Leber Jell-o. Die Kanäle wirken wie Blutgefäße. Als Forscher Pumpen eine Flüssigkeit mit Sauerstoff und Nährstoffen durch die Kanäle begann, fanden sie die Zellen in der Nähe der Sender reagiert. Verglichen mit einer ähnlicher Größe Platte von Leberzellen, die Kanäle fehlte, die kanalisierte Leber Platte mehr der normalen Leber Chemikalien, die darauf hinweisen, dass es gesund gemacht.

Die gesamte Einstellung-und-Spülung dauert nur ca. 30 Minuten. "Dann wir sofort beginnen können, in Sauerstoff und Nährstoffe fließen,", sagte Miller InnovationNewsDaily. So erhalten die Leberzellen ihre Nahrung und Sauerstoff schnell und gesund zu halten. Die Technik erfordert nicht auch die Leberzellen selbst durchlaufen einen 3D-Drucker. "Leberzellen vor allem, sie diese Prozesse auch nicht überleben,", sagte Miller.

Miller und seine Kollegen veröffentlicht ihre Arbeit in der Zeitschrift Nature Materials am Sonntag (1. Juli). "Das Papier ist eine sehr solide Demonstration eines neuen technologischen Ansatzes zur Struktur innerhalb einer Matrix für das Wachstum der Zellen zu setzen", sagte Stroock. Leberzellen eine herausfordernde Beispiel zu wählen waren, fügte er hinzu.

Mehrere Forscher, einschließlich Miller und Stroock, arbeiten jetzt an Bauteilen der anspruchsvolle künstliche Organe. Sie sind aufgeregt, wenn man bedenkt den Erfolg der künstlichen Haut und Blase, aber wird es noch Jahrzehnte dauern für eine künstliche Leber bereit sein, in eine Person transplantiert werden Miller und Stroock sagen. Forscher müssen noch anspruchsvollere Lebergewebe und auf eine Person natürliche Gewebe eine künstliche Leber herstellen zu arbeiten.

Unterdessen könnte Millers Technik verwendet werden, um etwas wie eine künstliche Niere, die außerhalb des Körpers, reinigen das Blut funktioniert oder wie eine lebende pharmazeutische Fabrik, Abpumpen biologischer Arzneimittel, Stroock vorgeschlagen. "Das ist eine viel kürzere Begriff Ziel", sagte er.

Künstliches Gefäßsystem künstliche Fleisch wachsen auch helfen könnte, obwohl Forscher weniger interessiert, als künstliche Organe sind, sagte Stroock. "Es gibt Potenzial in diesem Bereich," sagte Miller, beim Hinzufügen von studieren sein Labor Labor-grown Fleisch nicht. Stroock war eher skeptisch: "Ich denke, es ist gerechtfertigt, dass es nicht gerade gut finanzierte oder stark verfolgt weil es keinen offensichtlichen Bedarf dient. "Es ist überhaupt nicht klar, dass es eine effiziente Möglichkeit, Biomasse zu erzeugen wäre."

Diese Geschichte wurde von zur Verfügung gestellt InnovationNewsDaily, eine Schwester-site zu LiveScience. InnovationNewsDaily Personalverfasser Francie Diep Twitter @franciediep verfolgt werden können. Folgen Sie InnovationNewsDaily auf Twitter @News_Innovation oder auf Facebook.