Σε ένα εργαστήριο βιοϊατρικής στη Σουηδία, επιστήμονες δημιούργησαν ένα βιομελάνι επόμενης γενιάς που μπορεί να εκτυπωθεί τρισδιάστατα σε ζωντανό ιστό – δομές που δεν παραμένουν αδρανείς, αλλά αναπτύσσονται, συντήκονται και επιδιορθώνονται όπως τα φυσικά όργανα.
Αυτό το νέο υλικό θολώνει τα όρια μεταξύ μηχανικής και βιολογίας και θα μπορούσε σύντομα να γίνει το θεμέλιο για όργανα που αναπτύσσονται σε εργαστήριο, έτοιμα για μεταμόσχευση.
Το μελάνι αποτελείται από μια υδρογέλη με βάση τη ζελατίνη, εμπλουτισμένη με βλαστοκύτταρα και λειτουργικές πρωτεΐνες.
Μόλις εκτυπωθεί, το μελάνι μιμείται τη φυσική εξωκυτταρική μήτρα, δίνοντας στα κύτταρα τόσο δομική υποστήριξη όσο και βιοχημικά σήματα για να αρχίσουν να πολλαπλασιάζονται, να διαφοροποιούνται και να συναρμολογούνται σε σύνθετο ιστό.
Σε αντίθεση με προηγούμενες προσπάθειες, οι οποίες απαιτούσαν εβδομάδες επώασης μετά την εκτύπωση, αυτό το νέο υλικό ξεκινά τον μετασχηματισμό σχεδόν αμέσως.
Σε μια δοκιμή, ένα φύλλο καρδιακού μυός άρχισε να χτυπά μέσα σε 48 ώρες από την εκτύπωση, οι συσπάσεις του συντονισμένες από ενσωματωμένο νευρωνικό ικρίωμα.
Σε μια άλλη περίπτωση, ένα αγγειακό μόσχευμα τυπωμένο με αυτό το μελάνι συντήχθηκε άψογα στο κυκλοφορικό σύστημα ενός πειραματόζωου, επιδιορθώνοντας τις βλάβες και δημιουργώντας νέα αιμοφόρα αγγεία στην πορεία.
Η μήτρα ικριώματος αποικοδομείται φυσικά με την πάροδο του χρόνου καθώς ο πραγματικός ιστός παίρνει τη θέση του, χωρίς να αφήνει υπολείμματα. Το μελάνι μπορεί επίσης να προσαρμοστεί σε διαφορετικούς τύπους ιστών – μυς, νεύρο, δέρμα, χόνδρο – απλώς αλλάζοντας τους παράγοντες ανάπτυξης και τους τύπους κυττάρων που αναμειγνύονται.
Αυτή η αρθρωτή δομή καθιστά δυνατή την προσαρμογή δομών για συγκεκριμένους ασθενείς ή τραυματισμούς.
Οι δυνατότητες αυτοεπιδιόρθωσης είναι ιδιαίτερα ελπιδοφόρες. Μικρορήξεις, μικρές ρήξεις και κατάγματα κόπωσης πυροδότησαν οδούς κυτταρικής επιδιόρθωσης μέσα σε λίγες ώρες – ένα χαρακτηριστικό που μιμείται τον τρόπο με τον οποίο το σώμα αυτοθεραπεύεται και θα μπορούσε να μειώσει τα ποσοστά απόρριψης μετά την εμφύτευση.
Τα πρώιμα πρωτότυπα παρουσιάζουν ισχυρή βιωσιμότητα και ενσωμάτωση, χωρίς τα προβλήματα φλεγμονής που μάστιζαν προηγούμενες προσπάθειες εκτύπωσης ιστών.
Ο μακροπρόθεσμος στόχος είναι η εκτύπωση ολόκληρων οργάνων – ήπατος, νεφρού, καρδιάς – έτοιμων για κλινικές δοκιμές εντός μιας δεκαετίας.
Ο συνδυασμός προγραμματισμού, αυτοΐασης και βιολογικής πιστότητας θέτει αυτήν την τεχνολογία στην αιχμή της αναγεννητικής ιατρικής.
