Vdih prihodnosti

Vretenčarji, ki se preživljamo z dihanjem zraka, imamo krvožilni in pljučni sistem, oba pa sta prepletena v kompleksno mrežo. Preplet omogoča nemoteno prehajanje molekul z enega sistema na drugega in obratno. Z metodo 3D tiskanja so na Rice Univerzi v Teksasu predstavili model žilnega sistema, ki se prilagaja dihalnim potrebam pljučnega sistema. Za grajenje tkiv so uporabili metodo 3D printanja, imenovano stereolitografija. To je tehnologija, s katero z uporabo foto-kemičnega procesa gradijo enojne sloje hidrofilnih polimerov.

Model so ustvarili iz materialov, ki so kompatibilni s celicami, biorazgradljivi in se imenujejo fotopolimerizirani hidrogeli. To so hidrofilni polimeri, ki se začnejo sestavljati ob vplivu svetlobe. Sam postopek nastanka hidrogelov je dovolj nežen, da ne uniči živih celic v okolici. Ti materiali so zato primerni za raziskave na področju bioinženiringa novih, delujočih organov in tkiv.

Velik izziv je predstavljal kompleksen preplet med krvožiljem in pljuči. Žile morajo imeti določeno raztegljivost, da sledijo vdihu in izdihu, poleg tega pa morajo biti dovolj prepustne, da prihaja do izmenjave plinov. Predstavljeni model je narejen v velikosti kovanca za pet centov in posnema pljučni mehur, okoli katerega se formira preplet žil. Pljučni mehur posnema dihanje, ki mu hitro nastajajoče žile uspešno sledijo.

Notranji enojni sloj modela posnema tudi notranjo zgradbo žile. Pretok krvi usmerja dvodelna zaklopka znotraj žile, ki preprečuje, da bi kri tekla v nasprotno smer. Izmerili so tudi uspešen prenos kisika na rdeče krvne celice, najprej na modelu v obliki vijačnice, nato pa tudi na modelu, ki posnema obliko pljučnega mehurčka in mreže kapilar. Kapilarno mrežo so okoli pljučnega mehurčka tridimenzionalno zgradili iz 185 žilnih segmentov.

Za zaključek pa so ustvarjeni model preverili še na modelnem organizmu, in sicer miši, ki je imela kronično vnetje ledvic. Ustvarili so tkiva s celicami ledvic, v katerih so pripravili tudi mesta za žile. S testom so pokazali, da so nekatere celice ledvic preživele, torej so imele zadosten dostop do kisika in ostalih hranil. Tako so razvili metodo, ki bi v prihodnosti lahko ohranjala pri življenju tudi transplantirane organe.

Sveža pljuča bi si naprintala tudi Urša.