Labor gefertigte Herz steht für 'Moonshot' für den 3D-Druck

Eine ehrgeizige 3D-gedruckten Herz zielt darauf ab, einen natürlichen Organersatz für Patienten innerhalb eines Jahrzehnts zu ermöglichen. Aber der Forscher, die Rubrik "Moonshot" Anstrengung auch glaubt, dass 3D-Druck Technologie selbstorganisierende Biologie für die Arbeit nutzen muss.

Die Idee, ein 3D-gedruckten Herz gewachsen aus einem patienteneigenen Fett Stammzellen kommt von Stuart Williams, executive und wissenschaftlicher Direktor des Instituts für Herz-Kreislauf-Innovation in Louisville, KY. Sein Labor hat bereits begonnen, Entwicklung der nächsten Generation von Custom-Built 3D-Druckern, die darauf abzielen, ein komplettes Herz mit allen seinen Teilen ausdrucken – Herz, Muskeln, Blutgefäße, Herzklappen und elektrische Gewebe.

"Wir können einzelne Komponenten des Herzens zu drucken, aber wir bauen Next-Generation-Drucker, um das Herz von unten aufbauen", sagte Williams.

Das Herz ist eines der ehrgeizigsten Ziele für Forscher arbeiten an um 3D-gedruckten Organe auf dem Gebiet der regenerativen Medizin zu schaffen. Die Fähigkeit des 3D-Drucks, menschliches Gewebe zu bauen, durch die Festlegung von lebenden Zellen schichtweise ermöglichte bereits Forscher erstelle ich kleine Stücke von Organen wie Leber und Nieren – oft durch Verwendung von Stammzellen extrahiert aus Fett oder Knochenmark als das Ausgangsmaterial. [7 coole Anwendungen des 3D-Drucks in der Medizin]

Williams und das Herz-Kreislauf-Innovation-Institut haben begann mit der ersten mit 3D Printing Erstellen Einzelteile was sie die "Bioficial" Herz erachtet haben. Diese Salamitaktik könnte schließlich erlauben Forschern, zu drucken und Stück zusammen eine voll funktionsfähige Herzen innerhalb einer Woche.

"Ich trat einen Schritt zurück und betrachtete meine Kolleginnen und Kollegen und sagte:"Warum nicht wir es wie ein großes Flugzeug bauen?"" Williams sagte LiveScience. "Trennen Sie die Orgel in einzelne Komponenten zu, herauszufinden Sie, der besten Weg, um die Komponenten machen und dann zusammen Sie."

Full-Size-Orgelbau erfordert aber auch Forscher, menschliches Gewebe in einer Weise zu drucken mit den komplizierten Netzwerken der kleinen Blutgefäße, die die Organe gesund zu halten. Williams sieht 3D-Druck als eine ideale Möglichkeit, kleinere Blutgefäße machen – er und seine Kollegen haben bereits große Blutgefäße für die Transplantation Verwendung in Praxen, die mit anderen Methoden als 3D-Druck gebaut.

Dennoch können 3D-Drucker nur soviel Bioengineering tun, wenn bei der kleinsten Maßstäben arbeiten. Die besten Drucker druckt nur Strukturen mit der Größe von Millimetern, während die kleinsten Blutgefäße eine breite von wenigen µm haben kann Williams erklärt, wobei 1 Millimeter 1.000 µm entspricht.

Thats, warum 3D Druck kann nur erhalten Forscher teilwegs auf das Ziel der Schaffung einer kompletten Herz. Stattdessen müssen Forscher verlassen sich auf die natürliche selbstorganisierende Tendenz der Zellen zu stricken zusammen Blutgefäße und schließlich alles innerhalb einer 3D-gedruckten Orgel verbinden – ein Prozess, der innerhalb von 24 Stunden stattfinden konnte.

"Drucken wir Dinge in der Größenordnung von 10 μm oder mehr wie hundert Mikrometer, und dann werden Zellen ihre biologische Entwicklungsstörung Reaktion unterziehen, um selbst richtig zu organisieren", sagte Williams.

Erwarten Sie die meisten Forscher nicht in voller Größe, 3D-gedruckten Organe Realität jederzeit innerhalb der nächsten 10 oder sogar 15 Jahre, aber das Herz-Kreislauf-Innovation-Institut werden weiterhin mit dem Ziel des Aufbaus ein 3D-gedruckten Herz innerhalb eines Jahrzehnts vorantreiben. Williams Beginn der Roll-out im Dezember erwartet die nächste Generation von "Bioprinters".

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