Banebrydende skridt mod 3D-print af nye organer

Flere hundrede danskere står i øjeblikket på donorlisten for at modtage et nyt organ.

Men måske kan vi en dag glemme alt om ventelister og i stedet fremstille for eksempel et nyt hjerte i et laboratorie.

Forskere fra Carnegie Mellon University har nu udviklet en ny teknik til at 3D-printe 'bløde' strukturer, der måske snart kan bruges til at dyrke nye hjerter og arterier. Det skriver Carnegie Mellon University i en pressemeddelelse.

»Vi kan tage materialer, såsom kollagen, fibrin og alginat, der er de typer af materialer, som kroppen bruger til at bygge sig selv, og 3D-printe dem,« fortæller lektor Adam Feinberg fra Carnegie Mellon University, der har ledet det nye studie, til LiveScience.

Studiet er publiceret i tidsskriftet Science Advances.

»Nu kan vi lave vævsopbyggende stilladser ved hjælp af disse materialer i utrolig komplekse strukturer, der minder mere om dem i rigtige væv og organer i kroppen,« fortsætter Adam Feinberg.

Du kan se en præsentation af den nye teknik i videoen øverst i artiklen.

Støttegelé smelter væk ved kropstemperatur

Den nye teknik er banebrydende, da den giver forskerne mulighed for at bruge bløde materialer til deres 3D-print.

Konventionelle 3D-printere har svært ved at printe bløde materialer, da den bløde struktur også gør materialerne svagere og giver dem større risiko for at kollapse.

»Metaller, keramik og stive polymerer er blevet 3D-printet i mange, mange år, men bløde materialer, dem, der kan blive deforme under deres egen vægt, har været en større udfordring at give understøttelse under print-processen,« fortæller Adam Feinberg.

For at give de bløde materialer den understøttelse, de skal bruge, har forskerne udviklet en ufarlig 'støttegele', der ligger uden om det, der skal 3D-printes, og som smelter væk af sig selv, når det bliver udsat for temperaturer højere end kropstemperatur.

»Essentielt set printer vi én gele inde i en anden gele, hvilket giver os mulighed for præcist at placere det bløde materiale, imens det bliver printet, lag for lag,« siger Adam Feinberg i pressemeddelelsen.

Open-source-teknik til lavpris

Der er endnu et stykke vej til 3D-printede organer, understreger forskerne, men deres næste mål er allerede nu at inkorporere levende hjerteceller i 3D-strukturerne. Dermed kan de 3D-printede materialer fungere som et stillads, hvori cellerne kan gro og forhåbentlig vokse til for eksempel en funktionsdygtig hjertemuskel.

De fleste 3D-bioprintere kan nemt koste over en million kroner og kræve ekspertviden for overhovedet at betjene. Til sammenligning kan nye teknik bruges af en mere 'almindelig' 3D-printer, der koster mindre end 7.000 kroner på det amerikanske marked.

3D-printeren bruger blandet andet open-source software og hardware for at holde prisen i bund.

»Ikke nok med at prisen er lav, men ved at bruge open-source-software, har vi mulighed for at finjustere printparametrene, for at optimere det vi gør, og for at maksimere kvaliteten af det vi printer,« siger Adam Feinberg.

Forskerne har døbt den nye teknik 'FRESH' - Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels. Deres næste skridt er at bruge FRESH-teknologien til at bygge en rigtig muskel, der har evnen til at trække sig sammen.