Human-on-a-Chip: 3D Printing Reproducing Human Tissue

ΒΡΑΖΙΛΙΑ: Ερευνητές από το Ίδρυμα Υποστήριξης Έρευνας της Πολιτείας του Σάο Πάολο (Visp) πρωτοστάτησαν στην ανάπτυξη μιας επαναστατικής συσκευής γνωστής ως «human-on-a-chip» ή «body-on-a-chip» (BoC), χρησιμοποιώντας τεχνολογία 3D εκτύπωσης . 

Αυτή η συσκευή αιχμής, ικανή να αναπαράγει ανθρώπινο ιστό, έχει συμβάλει καθοριστικά στην αξιολόγηση της τοξικότητας διαφόρων προϊόντων, σηματοδοτώντας ένα σημαντικό ορόσημο στη βιοϊατρική έρευνα.

Χρήση σε Δοκιμές Τοξικότητας Προϊόντος

Το BoC, το οποίο αναδημιουργεί το δέρμα και τον εντερικό ιστό, έχει αναπτυχθεί για δοκιμές τοξικότητας σε πολλές χώρες, συμπεριλαμβανομένης της Βραζιλίας. Μεγάλοι παίκτες του κλάδου, όπως ο γίγαντας των καλλυντικών Nature, έχουν αγκαλιάσει αυτήν την τεχνολογία από το πρώτο εξάμηνο του 2023. 

Συνεργατική προσπάθεια για επανάσταση στην τρισδιάστατη εκτύπωση στην κατασκευή ιατρικών συσκευών

Η βιολόγος Juliana Lago εξηγεί, «Εφαρμόζουμε το συστατικό που θέλουμε να δοκιμάσουμε στο αναδομημένο δέρμα και αξιολογούμε την τοξικότητά του, προσομοιώνοντας τη δράση του ανθρώπινου σώματος».

Αυτή η καινοτόμος προσέγγιση αντιμετωπίζει ηθικές ανησυχίες που προηγουμένως σχετίζονταν με τεστ ασφάλειας και αποτελεσματικότητας, ιδιαίτερα στις βιομηχανίες ομορφιάς, προσωπικής υγιεινής και αρωμάτων. Αντικαθιστώντας τις δοκιμές σε ζώα, οι οποίες απαγορεύτηκαν τον Μάρτιο του 2023 από το Εθνικό Συμβούλιο για τον Έλεγχο Πειραμάτων σε Ζώα (Concea), με την τεχνολογία BoC, οι ερευνητές μπορούν να διεξάγουν ολοκληρωμένες αξιολογήσεις τοξικότητας διασφαλίζοντας παράλληλα τη συμμόρφωση με τα ηθικά πρότυπα.

Υλικό και Παραγωγική Διαδικασία

Η Startup 3DBS, με έδρα το Campinas της Βραζιλίας, διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στην παραγωγή ανθρώπινου ιστού χρησιμοποιώντας τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης. Ο εντερικός ιστός δημιουργείται από κύτταρα που προέρχονται από μια τράπεζα κυττάρων στο Ρίο ντε Τζανέιρο, ενώ ο ιστός του δέρματος προέρχεται από ανθρώπινα κύτταρα που λαμβάνονται από δείγματα ιστών που συλλέγονται κατά τη διάρκεια χειρουργικών επεμβάσεων. 

Η βιολόγος Ana Luisa Milas εξηγεί, «Τα κύτταρα που αφαιρούνται από τη χειρουργική επέμβαση στα παιδιά παράγουν γρήγορα κολλαγόνο τύπου Ι, η οποία είναι η πρωτεΐνη που χρειαζόμαστε επειδή δίνει στο δέρμα αντοχή και ελαστικότητα».

Η Formlabs αποκαλύπτει σύστημα άντλησης ρητίνης και υλικά για βελτιωμένη τρισδιάστατη εκτύπωση

Πέρα από την εφαρμογή της στη βιοϊατρική έρευνα, η τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης έχει βρει ποικίλες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων προσαρμοσμένων ιατρικών και οδοντικών προσθετικών, σύνθετων εξαρτημάτων για αυτοκινητοβιομηχανίες και αεροδιαστημικές βιομηχανίες και παραγωγή καλουπιών και αναλώσιμων κατά παραγγελία ή χαμηλού όγκου. 

Επιπλέον, οι εξελίξεις όπως η ανάπτυξη δερματικού ιστού με δομές παρόμοιες με τους θύλακες των τριχών μέσω βιοεκτύπωσης υπόσχονται μελλοντικές θεραπευτικές παρεμβάσεις στην επούλωση τραυμάτων και τις θεραπείες με μοσχεύματα.

Μελλοντικές προοπτικές και συνεχιζόμενη έρευνα

Η συνεχής εξέλιξη της τεχνολογίας 3D εκτύπωσης ανοίγει νέους δρόμους για την επιστημονική έρευνα και την ιατρική καινοτομία. Με συνεχείς προόδους και διεπιστημονική συνεργασία, οι ερευνητές στοχεύουν να αξιοποιήσουν πλήρως τις δυνατότητες αυτής της τεχνολογίας για την αντιμετώπιση σύνθετων προκλήσεων στον τομέα της υγειονομικής περίθαλψης και τη βελτίωση των αποτελεσμάτων των ασθενών.