search

Βρίσκεστε :

Friday 15 December 2017
Text Size

User Rating: 5 / 5

Star ActiveStar ActiveStar ActiveStar ActiveStar Active
 

Ολοένα και περισσότερα, ολοένα και πολυπλοκότερα είναι τα εμφυτεύματα που δημιουργούνται με τρισδιάστατους εκτυπωτές. Και το μέλλον προβλέπεται λαμπρότερο

 

Πριν από μία δεκαετία θα έμοιαζε σενάριο επιστημονικής φαντασίας το να κυκλοφορεί κάποιος με... εκτυπωμένο τμήμα του κρανίου του, με εκτυπωμένη σιαγόνα ή σπόνδυλο. Και όμως σήμερα άνθρωποι σε ολόκληρο τον κόσμο ζουν «συντροφιά» με εμφυτεύματα που έχουν γεννηθεί σε τρισδιάστατους εκτυπωτές ή καταφέρνουν να κινούνται και να είναι αυτόνομοι χάρη σε εκτυπωμένα προσθετικά μέλη. Οπως όλα δείχνουν, αυτή είναι μόνο η αρχή μιας 3D... εκτυπωτικής επανάστασης στην Ιατρική, η οποία υπόσχεται μια μέρα να «ψήνει» και να «ξεφουρνίζει» όργανα για μεταμόσχευση, «κομμένα και ραμμένα» στα μέτρα του κάθε ασθενούς με βάση τα κύτταρά του, τα οποία δεν θα υπάρχει κίνδυνος να απορρίψει ο οργανισμός του. Το ΒΗΜΑSCIENCE σάς μεταφέρει σήμερα σε έναν νέο κόσμο που αποτελείται από άλλου τύπου εκτυπωτές και μελάνια, σε έναν κόσμο που έχει ως στόχο να χαρίσει καλύτερη ποιότητα (αλλά και χρόνο) ζωής σε εκατομμύρια άτομα στο μέλλον. Εναν κόσμο που απαιτεί πολλή επιστημονική και τεχνολογική φαντασία αλλά, όπως θα διαβάσετε, δεν είναι καθόλου φανταστικός και έχει ήδη να παρουσιάσει απτά έργα προς όφελος ασθενών. Εναν κόσμο που όπως λένε πολλοί ειδήμονες θα αποτελέσει σύντομα τον νέο ιατρικό κόσμο για όλους μας.

Ξύπνησε από το κώμα ύστερα από δύο μήνες, σε σύγχυση σχετικά με το πού βρισκόταν και τι του είχε συμβεί. Ο 35χρονος Κρις Κέιχιλ από το Νιου Μπράνσγουικ στο Νιου Τζέρσι των ΗΠΑ βρέθηκε στις αρχές της χρονιάς αναίσθητος με σοβαρά τραύματα στον μετωπιαίο λοβό και οίδημα στον εγκέφαλο τόσο μεγάλο ώστε να απειλεί την ίδια τη ζωή του. Νευροχειρουργοί διεξήγαγαν στον ασθενή μια πρώτη επέμβαση για την αντιμετώπιση του οιδήματος του εγκεφάλου αφαιρώντας ένα τμήμα του κρανίου του με στόχο να το επανατοποθετήσουν αφού το οίδημα θα είχε υποχωρήσει. Ωστόσο αυτό στάθηκε αδύνατο καθώς το τμήμα του κρανίου μολύνθηκε. Τότε ο επίκουρος καθηγητής Νευροχειρουργικής της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Ράτγκερς στο Νιου Τζέρσι Γκαουράβ Γκούπτα σκέφθηκε ότι αφού έλειπε κρανίο θα μπορούσε να... τυπώσει ένα κομμάτι! Και το έκανε με τη βοήθεια ενός τρισδιάστατου εκτυπωτή και ενός πρωτοποριακού, άκρως ανθεκτικού και πλήρως βιοσυμβατού πλαστικού υλικού, του αποκαλούμενου ΡΕΕΚ (στα ελληνικά το όνομά του είναι ο... σιδηρόδρομος πολυαιθεροαιθεροκετόνη) που το τελευταίο διάστημα φαίνεται να αποτελεί το αγαπημένο «αξεσουάρ» όσων ασχολούνται με τις 3D εκτυπώσεις ιατρικών εμφυτευμάτων. Πρόσφατα ο δρ Γκούπτα έδωσε στη δημοσιότητα τις λεπτομέρειες αυτής της πρωτοποριακής επέμβασης έχοντας στο πλάι του τον κ. Κέιχιλ, ο οποίος ζει ξανά μια φυσιολογική ζωή χάρη στο οστό του κρανίου που «μαγειρεύτηκε» και «ξεφουρνίστηκε» από έναν εκτυπωτή.

Αληθινά σενάρια

Πριν από μία δεκαετία θα έμοιαζε με σενάριο επιστημονικής φαντασίας το να κυκλοφορεί κάποιος στον δρόμο «φορώντας» ένα εκτυπωμένο κρανίο ή σιαγόνα ή χέρι (και όχι μόνο). Και όμως πλέον η επιστημονική (και τεχνολογική) φαντασία έχει κάνει το σενάριο πραγματικότητα και στην Ιατρική. Διότι η 3D εκτύπωση, αυτή η μέθοδος προσθετικής κατασκευής αντικειμένων μέσω της διαδοχικής εναπόθεσης επάλληλων στρώσεων υλικών, εμφανίζει τα σημαντικά πλεονεκτήματα της ακρίβειας και της εξατομικευμένης αντιμετώπισης: το εκάστοτε εμφύτευμα είναι «κομμένο και ραμμένο» στα μέτρα του κάθε ασθενούς. Πάρτε για παράδειγμα τον κ. Κέιχιλ: το οστό του κρανίου του δημιουργήθηκε από τον τρισδιάστατο εκτυπωτή με βάση την αξονική τομογραφία του εγκεφάλου του.

Και αν ο αμερικανός ασθενής απέκτησε μόλις πρόσφατα ένα εκτυπωμένο τμήμα του σώματός του, ήδη στην άλλη πλευρά του Ατλαντικού, και συγκεκριμένα στην Ολλανδία, έξι χρόνια νωρίτερα, γιατροί τοποθέτησαν σε μια 83χρονη τότε ασθενή μια κάτω σιαγόνα «προϊόν» 3D εκτύπωσης - ήταν η πρώτη φορά παγκοσμίως που συνέβη κάτι τέτοιο. Εκείνο το εμφύτευμα ήταν φτιαγμένο από σκόνη τιτανίου, η οποία με τη «χείρα βοηθείας» ενός λέιζερ έλιωνε και εκτυπωνόταν σε λεπτά στρώματα. Απαιτούνταν 33 διαφορετικά στρώματα ώστε να προκύψει «τιτανιοοστό» πάχους μόλις ενός χιλιοστού. Ετσι εννοεί κάποιος ότι χρειάστηκαν πολλές χιλιάδες στρώσεις για να «χτιστεί» το οστό της σιαγόνας. Στη συνέχεια το εμφύτευμα καλύφθηκε με κεραμική επικάλυψη. Η επέμβαση τοποθέτησής του στο πρόσωπο της γυναίκας διήρκεσε τέσσερις ώρες, όταν μια συμβατική επέμβαση με «κλασικό» μόσχευμα θα απαιτούσε διπλάσιο χρόνο. Η ασθενής κατάφερε να πει τις πρώτες της λέξεις αμέσως μετά το χειρουργείο ενώ 24 ώρες αργότερα ήταν σε θέση να καταπιεί.

«Τιτάνιες» λύσεις

Το τιτάνιο συνεχίζει να αποτελεί δυνατό «χαρτί» στα χέρια όσων ασχολούνται με την εκτύπωση εμφυτευμάτων για ιατρική χρήση. Τα τελευταία χρόνια έχουν εκτυπωθεί και εμφυτευθεί σε ασθενείς σπόνδυλοι, τμήματα του κρανίου, σιαγόνες και κοτύλες (η κοτύλη είναι κοιλότητα της λεκάνης μέσα στην οποία εφαρμόζει το άκρο του μηριαίου οστού), αλλά και τμήματα του κνημιαίου και του μηριαίου οστού.

Στην πρωτοπορία σε ό,τι αφορά αυτού του είδους τα εμφυτεύματα βρίσκεται μια εταιρεία με έδρα το Μπουένος Αϊρες της Αργεντινής, η NOVAX DMA, αλλά και το Τμήμα Βιοϊατρικής Μηχανικής του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Κεντρικής Ευρώπης (CEIT) με έδρα την Μπρατισλάβα της Σλοβακίας. Σύμφωνα μάλιστα με τις προβλέψεις του ιδρυτή της NOVAX DMA δρος Ντάνιελ Φιτζ στα χρόνια που έρχονται οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές που θα χρησιμοποιούν αντί για μελάνι τιτάνιο θα αντικαταστήσουν πλήρως τα συμβατικά μηχανήματα σε ό,τι αφορά την κατασκευή ιατρικών εμφυτευμάτων και ειδικώς των εμφυτευμάτων οστών.

Σε πρόσφατες δηλώσεις του ο δρ Φιτζ εξήγησε το γιατί: «Τα ανθρώπινα οστά δεν έχουν την ίδια πυκνότητα σε όλα τα σημεία. Αυτή εξαρτάται από τις δομικές ανάγκες του σκελετού, καθώς η οστική πυκνότητα είναι διαφορετική ανάλογα με το αν το οστό βρίσκεται σε θέση που πρέπει να αντέχει μεγάλο βάρος ή όχι. Με τα συμβατικά μηχανήματα ήταν πολύ δύσκολο να δημιουργηθούν τα λεπτά στρώματα υλικού που είναι απαραίτητα για την κατασκευή επιφανειών που είναι πορώδεις σε διαφορετικά σχήματα. Τώρα, με την τρισδιάστατη εκτύπωση και ένα ειδικό λογισμικό που αναπτύξαμε, το Within Medical, μπορούμε να επιτύχουμε όποια πυκνότητα εμφυτεύματος οστού επιθυμούμε και ουσιαστικώς να φτιάξουμε όποια, ακόμη και την πιο πολύπλοκη, δομή θέλουμε».

Από την πλευρά του ο δρ Ράντοβαν Χούντακ, εκ των επικεφαλής του CEIT, σημείωσε πρόσφατα ότι η ομάδα του μπορεί επίσης να δημιουργήσει με τη χρήση εκτυπωτών οστικά εμφυτεύματα τα οποία έχουν την κατάλληλη πυκνότητα, ενσωματώνονται πολύ πιο εύκολα στο υπάρχον οστό ενώ έχουν και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. «Ο σχεδιασμός εμφυτευμάτων με διαφορετικά σχήματα και σύσταση ήταν τόσο πολύπλοκος μέχρι και πριν από μία τριετία. Τώρα πια το ερώτημα είναι όχι αν μπορούμε να παραγάγουμε ένα δύσκολο σχήμα, απλώς πόσο γρήγορα μπορούμε να το καταφέρουμε ώστε να αυξήσουμε την παραγωγή σε μεγάλη κλίμακα».

Με βάση αυτές τις καινοτόμες μεθόδους οι ειδικοί έχουν ήδη προσφέρει μια νέα ζωή σε ασθενείς, όπως σε έναν άνδρα που ύστερα από πτώση έχασε το 34% του κρανίου του. Επιστήμονες του CEIT χρησιμοποίησαν τις αξονικές τομογραφίες του ασθενούς ώστε να δημιουργήσουν ένα τρισδιάστατο μοντέλο του κρανίου, το οποίο και αποτέλεσε τη βάση για τη «γέννηση» ενός εμφυτεύματος τιτανίου που τοποθετήθηκε στον ασθενή με 21 βίδες.

Μέσα σε τρεις μήνες ο ασθενής εμφάνισε σημαντική βελτίωση στην επικοινωνία και στην κινητικότητα ενώ πλέον ζει μια πλήρως ανεξάρτητη ζωή. Στη NOVAX DMA πάλι πρόσφατα εκτυπώθηκαν τρεις σπόνδυλοι που τοποθετήθηκαν σε ασθενή με μια σπάνια μορφή όγκου (χονδροΐνωμα). Η επέμβαση στέφθηκε με απόλυτη επιτυχία.

Οι τιτανοεκτυπωτικές επιτυχίες δεν σταματούν όμως εδώ. Χειρουργοί στη Βραζιλία τοποθέτησαν πλάκες τιτανίου σε μια 23χρονη γυναίκα η οποία είχε συνθλίψει τη δεξιά πλευρά του κεφαλιού της, ενώ χειρουργοί στην Ισπανία εμφύτευσαν εκτυπωμένα πλευρά και στέρνο σε έναν ασθενή με καρκίνο.

Το τιτάνιο έχει όντως προσφέρει πολλά στην 3D ιατρική εκτύπωση, όμως πλέον, χάρη στην... τιτάνια πρόοδο της επιστήμης και της τεχνολογίας, υπάρχει μια πολύ μεγαλύτερη γκάμα υλικών για δημιουργία εκτυπωμένων εμφυτευμάτων που προσομοιάζουν όσο γίνεται περισσότερο με τα τμήματα του ανθρώπινου σώματος τα οποία αντικαθιστούν. Πλαστικά υλικά, με «πρωταγωνιστή» τα τελευταία χρόνια το ΡΕΕΚ που χρησιμοποιήθηκε και στο εμφύτευμα του κρανίου του κ. Κέιχιλ, χρησιμοποιούνται στην εκτύπωση εμφυτευμάτων, κυρίως για την αντικατάσταση οστών.

Σε αεροπλάνα και... κρανία

Το ΡΕΕΚ δεν είναι καινούργιο υλικό. Αναπτύχθηκε αρχικώς τη δεκαετία του 1970 από την αμερικανική αεροδιαστημική βιομηχανία, έδειξε όμως γρήγορα τη δυναμική του και σε ό,τι αφορά την Ιατρική επί μακρόν χρησιμοποιείται σε εμφυτεύματα όπως δοντιών, οστών αλλά και σε ακουστικά βαρηκοΐας. Πρόσφατα πέρασε και στο στάδιο της εκτύπωσης σε διαφορετικά πεδία. Για παράδειγμα, πιθανώς κάποιο Boeing με το οποίο ταξιδέψατε στους αιθέρες διέθετε εκτυπωμένα μέρη από αυτό το ανθεκτικό πολυμερές.

Οι σημαντικές ιδιότητές του όμως το έχουν καταστήσει πρωταγωνιστή και στην ιατρική 3D εκτύπωση: δεν είναι μόνο ότι εμφανίζει χημική σταθερότητα αλλά έχει αποδειχθεί πλήρως συμβατό με τον ανθρώπινο οργανισμό ενώ δεν προκαλεί αλλεργίες. Ετσι, πολλές εταιρείες αλλά και επιστήμονες ακαδημαϊκών κέντρων στρέφονται προς το ΡΕΕΚ και άλλες τέτοιες... πλαστικές λύσεις εκτύπωσης, αφού επιπροσθέτως πρόκειται για υλικά πολύ πιο βολικά από τα μεταλλικά όταν οι ασθενείς μέσα στους οποίους... ζουν χρειάζεται να υποβληθούν σε απεικονιστικές εξετάσεις. Εκτός από εκτυπωμένα τμήματα οστού από ΡΕΕΚ, ήδη παράγονται καθημερινά χιλιάδες θήκες και γέφυρες δοντιών από τρισδιάστατους εκτυπωτές με βάση τη δομή των δοντιών του κάθε ασθενούς, ενώ εταιρείες και πανεπιστημιακά ιδρύματα μελετούν την πιθανότητα δημιουργίας ολόκληρων εκτυπωμένων δοντιών με βάση το συγκεκριμένο υλικό.

Αυτά τα... πολύ σκληρά για να πεθάνουν υλικά έχουν ήδη πάρει τον δρόμο της εκτύπωσης στην Ιατρική λύνοντας τα χέρια των ειδικών σε ό,τι αφορά πιο «σκληρούς» ιστούς. Τι γίνεται όμως στις περιπτώσεις που απαιτείται αντικατάσταση μαλακών ιστών; Εδώ τα πράγματα δυσκολεύουν αρκετά και οι επιστήμονες αναζητούν λύσεις ώστε το εκτυπωμένο οικοδόμημα που θα προκύπτει να μην... καταρρέει. Κατ' αρχάς δοκιμάζονται στην εκτύπωση υλικά όπως κάποια υδροτζέλ ή σιλικόνες.

Ηδη με τέτοια υλικά έχουν δημιουργηθεί στο εργαστήριο μικρά αντίγραφα οργάνων που επιτρέπουν στους χειρουργούς να εξασκούνται επάνω τους προτού διενεργήσουν δύσκολες επεμβάσεις. Σημειώνεται ότι η σιλικόνη χρησιμοποιείται ήδη ευρέως σε ιατρικά εμφυτεύματα, όπως σε καθετήρες, βηματοδότες και στεντ. Αν επιτευχθεί η παραγωγή τέτοιων εμφυτευμάτων - και μάλιστα εξατομικευμένων ανάλογα με το σώμα του κάθε ασθενούς - μέσω 3D εκτύπωσης, η όλη διαδικασία θα γίνει πολύ πιο ταχεία και με πολύ πιο χαμηλό κόστος.

Νέες προκλήσεις

Στην κατεύθυνση της τρισδιάστατης εκτύπωσης μαλακών υλικών εργάζεται εδώ και κάποια χρόνια η ομάδα του δρος Τόμι Αντζελίνι από το Πανεπιστήμιο της Φλόριδας. Το 2015 η ομάδα ανακοίνωσε ότι ανέπτυξε μια νέα μέθοδο 3D εκτύπωσης μαλακών υλικών εγχέοντάς τα σε ένα τζελ με... κόκκους, παρόμοιο με τα τζελ απολύμανσης των χεριών.
Το τζελ αυτό συγκρατεί τα υλικά καθώς εκείνα ψεκάζονται από τον εκτυπωτή και έτσι το οικοδόμημα μένει στη θέση του. Ωστόσο η πρώτη εκείνη απόπειρα είχε και τα αδύναμα σημεία της - έπασχε σε ό,τι αφορούσε την ακρίβεια δημιουργίας των επιθυμητών δομών αλλά και τη σταθερότητά τους.

Αυτό οφειλόταν στο ότι τα συστατικά του τζελ είχαν ως βάση το νερό και έτσι ήταν ασύμβατα με τα «μελάνια» σιλικόνης που είχαν ως βάση το λάδι. Τον περασμένο Μάιο όμως η ερευνητική ομάδα ανέφερε με δημοσίευσή της στην επιστημονική επιθεώρηση «Science Advances» ότι κατάφερε να δημιουργήσει ένα νέο τζελ με βάση το λάδι, το οποίο τής επέτρεψε να επιτύχει ακριβείς τρισδιάστατες εκτυπώσεις εμφυτευμάτων σιλικόνης με μεγάλη αντοχή. Οι ερευνητές εκτύπωσαν συγκεκριμένα τρισδιάστατα καλούπια διαφορετικών οργάνων, δίκτυα αγγείων, ακόμη και ένα μοντέλο εμφυτεύματος της ανθρώπινης τραχείας. Ο ίδιος ο δρ Αντζελίνι δήλωσε σε συνέντευξη Τύπου ότι η ομάδα του έχει ως απώτερο στόχο τη βιοεκτύπωση, την εκτύπωση δηλαδή μια μέρα ολόκληρων οργάνων.

Ωστόσο κάτι τέτοιο, ανέφερε, βρίσκεται χρόνια ακόμη μακριά. Αντιθέτως τα εμφυτεύματα-«τέκνα» τρισδιάστατης εκτύπωσης μπορούν να αποτελέσουν ευρεία πρακτική άμεσα σώζοντας ζωές αλλά και τα συστήματα υγείας από χρόνο και χρήμα.

Και αν τώρα ασχολούμαστε με την ιατρική εκτύπωση σε τρεις διαστάσεις, το μέλλον περνά σε άλλη (μία) διάσταση δείχνοντας την 4D εκτύπωση! Τι σημαίνει πρακτικά αυτό; Με ελάχιστα επεμβατικές προσεγγίσεις θα τοποθετούνται εντός του σώματος εκτυπωμένα εμφυτεύματα με απλοϊκές δομές, τα οποία, μόλις... λάβουν θέση και εκτεθούν στα κατάλληλα ερεθίσματα, θα λαμβάνουν την τελική πολύπλοκη δομή τους. Εμφυτεύματα... ολοζώντανα που θα τροποποιούνται εντός του οργανισμού με βάση τις μηχανικές ανάγκες του. Οπως βλέπετε, η εποχή του «ψεκάστε (τα ειδικά υλικά), εκτυπώστε, τελειώσατε» κατακτά ήδη την Ιατρική και, ως φαίνεται, θα την κυριεύσει στα χρόνια που έρχονται. Σύντομα πολλοί από εμάς θα είμαστε πράγματι... ψεκασμένοι!

Προσθετικά μέλη από 3D εκτυπωτές

Η τρισδιάστατη εκτύπωση αλλάζει ήδη τη ζωή ανθρώπων που έχουν χάσει κάποιο άκρο τους εξαιτίας ατυχήματος ή ασθένειας. Και υπόσχεται προσθετικά μέλη με χαμηλό κόστος σε εκατομμύρια ακρωτηριασμένα άτομα στον λιγότερο προνομιούχο κόσμο του πλανήτη που σήμερα βιώνουν και τα περισσότερα προβλήματα πρόσβασης σε ένα τεχνητό μέλος - μιλάμε για θύματα πολέμων, για ανθρώπους που στερούνται ακόμη και τα βασικά όπως η τροφή και το καθαρό νερό. Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας εκτιμά ότι στις αναπτυσσόμενες χώρες υπάρχουν περί τα 30 εκατομμύρια άτομα που χρειάζονται κάποιο προσθετικό μέλος ή άλλου τύπου συσκευή που θα τους επέτρεπε να κινούνται, ωστόσο ποσοστό μικρότερο του 20% διαθέτει κάτι τέτοιο. Διαφορετικές εταιρείες εκτυπώνουν προσθετικά χέρια και πόδια με κόστος που δεν ξεπερνά τα 50 ως 100 δολάρια, όταν ένα (πολύ πιο εκλεπτυσμένο και τεχνολογικά ανώτερο βέβαια) προσθετικό μέλος στη Δύση κοστίζει πάνω από 1.000 δολάρια. Ωστόσο τα απλά προσθετικά χέρια ή πόδια επιτρέπουν στον καθένα να περπατήσει, να πιάσει ένα ποτήρι νερό, να φάει, να αυτοσυντηρηθεί. Ακόμη όμως και στην ανεπτυγμένη Δύση απλά πλαστικά προσθετικά μέλη βοηθούν ασθενείς, και κυρίως μικρά παιδιά. Και αυτό διότι η 3D εκτύπωση προσφέρει γρήγορα και με χαμηλό κόστος πλαστικά προσθετικά μέλη σε μικρούς ασθενείς, τα οποία είναι δυνατόν πολύ εύκολα να αντικατασταθούν από νέα καθώς το παιδί αναπτύσσεται. Αφήστε που αυτά τα εκτυπωμένα χέρια και πόδια βγαίνουν σε τέλεια, έντονα χρώματα θυμίζοντας υπερήρωες και ρομπότ, κάτι που τα παιδιά λατρεύουν με αποτέλεσμα να εξοικειώνονται πολύ ευκολότερα με το τεχνητό μέλος τους.

Ολόκληρα βιοεκτυπωμένα όργανα για μεταμοσχεύσεις

Απώτερος στόχος όλων των σημερινών προσπαθειών είναι να φθάσει η ημέρα κατά την οποία ο καθένας που έχει ανάγκη για μεταμόσχευση να λαμβάνει ένα εκτυπωμένο όργανο με βάση τα κύτταρά του. Η ημέρα που οι λίστες αναμονής μοσχεύματος θα εξαφανιστούν και μαζί τους οι ανοσοκατασταλτικές θεραπείες που σήμερα πρέπει να λαμβάνονται εφ' όρου ζωής από τους μεταμοσχευμένους ασθενείς και συνδέονται με σοβαρές παρενέργειες. Ωστόσο κάτι τέτοιο μεταφράζεται σε πολύ επιστημονικό κόπο αλλά και... τρόπο αφού υπάρχουν ακόμη πλήθος άλυτα ζητήματα για τη δημιουργία ενός εκτυπωμένου πολύπλοκου οργάνου. Απαιτούνται πολλοί και διαφορετικοί τύποι κυττάρων, οι οποίοι θα ψεκάζονται με ακρίβεια ώστε να προκύψει η σωστή δομή, ενώ πολύ σημαντικό θέμα είναι και αυτό της επαγγείωσης των εκτυπωμένων οργάνων ώστε να επιβιώνουν χωρίς προβλήματα εντός του ανθρώπινου οργανισμού. Μέχρι στιγμής έχει επιτευχθεί η εκτύπωση στο εργαστήριο δέρματος, αφτιών, οστού, χόνδρου, μυών, καρδιακών βαλβίδων, ωοθηκών. Σε όλες τις περιπτώσεις βέβαια τα πειράματα αφορούσαν ζώα. Αξίζει όμως να σημειωθεί ότι στην περίπτωση των εκτυπωμένων ωοθηκών κατέστη δυνατή η αποκατάσταση της γονιμότητας των πειραματοζώων.

Πρωτοπόροι σε αυτή την κούρσα είναι επιστήμονες του Ινστιτούτου Αναγεννητικής Ιατρικής Wake Forest στη Βόρεια Καρολίνα, οι οποίοι έχουν αναπτύξει τον δικό τους βιο-εκτυπωτή (ονομάζεται ΙΤΟΡ). Ο ΙΤΟΡ καταφέρνει να εκτυπώνει συγχρόνως το εκμαγείο του εκάστοτε οργάνου και να ψεκάζει σε αυτό σε στρώσεις το κατάλληλο «βιο-μελάνι», τα κύτταρα δηλαδή που απαιτούνται κάθε φορά. Η συγκεκριμένη ομάδα με επικεφαλής τον δρα Αντονι Ατάλα ανακοίνωσε το 2016 ότι μεταμόσχευσε βιο-εκτυπωμένα αφτιά αλλά και οστικές και μυϊκές δομές σε ποντίκια.
Αλλά και πολλές εταιρείες έχουν ριχθεί στη μάχη της βιο-εκτύπωσης. Μια από τις πιο ενεργές είναι η Organovo, που μελετά κατά κύριο λόγο τη δημιουργία βιο-εκτυπωμένου δέρματος, νεφρών και ήπατος κυρίως για τον έλεγχο καλλυντικών και φαρμάκων με στόχο την πλήρη κατάργηση των πειραμάτων σε ζώα. Μάλιστα η συγκεκριμένη εταιρεία με έδρα την Καλιφόρνια των ΗΠΑ σύναψε το 2015 συμφωνίες τόσο με τον γίγαντα των καλλυντικών L'Oreal για την εκτύπωση δέρματος για πειράματα καλλυντικών όσο και με τον φαρμακευτικό κολοσσό Merck με στόχο τη δημιουργία μίνι ήπατος για τον τοξικολογικό έλεγχο φαρμάκων.

Πριν από μόλις δύο μήνες μια άλλη αμερικανική εταιρεία, η Advanced Solutions, παρουσίασε τον πιο εξελιγμένο, όπως υποστηρίζει, τρισδιάστατο εκτυπωτή ανθρώπινων ιστών, ο οποίος συνεργάζεται με ένα εξελιγμένο ρομπότ για την παραγωγή τους. Ονομάζεται BioAssemblyBot και μέχρι στιγμής με τη χρήση του, σύμφωνα με τις δηλώσεις του διευθύνοντος συμβούλου της εταιρείας Μάικλ Γκόλγουεϊ, έχει επιτευχθεί η εκτύπωση ηπατικού ιστού σε μέγεθος κέρματος. «Σε συνδυασμό με την τεχνολογία επαγγείωσης που έχουμε αναπτύξει ο ιστός αυτός μιμείται σε μεγάλο βαθμό τη λειτουργία του ήπατος» ανέφερε ο Γκόλγουεϊ. Η ομάδα του προσπαθεί να εκτυπώσει επίσης ιστό των πνευμόνων, της καρδιάς, των νεφρών, του παγκρέατος, των οστών και του δέρματος.

Αναλυτές εκτιμούν ότι η παγκόσμια αγορά 3D βιο-εκτύπωσης θα ανέρχεται σε 1,8 δισ. δολάρια ως το 2027 αλλά θα αφορά κυρίως εφαρμογές όπως δημιουργία ιστών για δοκιμές φαρμάκων και ανάπτυξη καλλυντικών και άλλων καταναλωτικών προϊόντων. Οσο για το πότε τα όργανα του εκτυπωτή θα είναι διαθέσιμα, ορισμένοι εκτιμούν ότι μπορεί να προλάβουμε αυτή την... εκτυπωτική ιατρική επανάσταση ακόμη και εμείς στη διάρκεια της ζωής μας (αν και εκφράζονται φόβοι ότι όταν η βιο-εκτύπωση αποτελέσει γεγονός θα είναι μια διαδικασία ακριβή που θα δημιουργήσει νέες κοινωνικές ανισότητες... 3D τύπου). Οψόμεθα.

Source: http://www.tovima.gr/