3 Boyutlu Yazıcılar Kullanarak, Canlı Hücrelerden, Doğal Boyutlarda Kulak, Kas ve Kemik Dokusu Üretmek Mümkün!

Ismarlama vücut parçaları, hiç bu kadar umut verici görünmemişti!

Bilim insanları ilk defa, doğal boyutlardaki vücut kısımlarını ve dokularını üretmek için 3 boyutlu bir yazıcı kullanarak yaşayan hücreleri “mürekkep” olarak kullandılar. Bu yapılar, sadece gerçek bir şeyin yerini alacak kadar büyük ve dayanıklı değil (önceki biyoyazıcılar bunu yapmayı başaramamıştı), aynı zamanda kişiselleştirilmiş ve işlevseller, yani “herkese uyan” bir kozmetik eklentisi değiller. Teknolojinin arkasındaki araştırmacılardan biri olan Wake Forest İyileştirici Tıp Enstitüsü'nden Anthony Atala, The Guardian'a şöyle konuşuyor:

Bu teknoloji, her biçimde dengeli ve insan boyutuna uygun doku üretebilir. Daha ileri geliştirmeyle birlikte, cerrahi nakil için canlı dokular ve organ yapıları yazdırmak için kullanılabilir.

Biyolojik yazıcılar küçük veya daha basit organ eşlerini (beyinler ve böbrek dokuları dahil) yazdırmak için kullanılıp, bilim insanlarının gerçek organlar yerine bunlar üzerinde araştırma yürütmesine imkan sağladıysa da (Bütün laboratuvar hayvanları, birleşin!), şimdiye dek kimse, güvenilir bir nakil olarak davranacak kadar “canlı”, kalıcı ve büyük bir şey yazdıramamıştı.

En büyük engellerden biri, yazdırma işlemi boyunca bu hücrelerin nasıl canlı tutulacağını ve tıpkı oksijen akışını sürdüren kan damarları ve damar yapıları gibi, organlarımızı çalışır halde tutan yapıların nasıl oluşturulacağını çözmek olmuştu. Atala, Gizmodo'yo konuşarak şöyle söylüyor:

Hücreler, son derece küçük olan, 200 mikrondan (yaklaşık 0,1 cm) daha ufak bir kan damarı desteği olmadan kolay kolay hayatta kalamazlar. Bu durum geçmişte biyolojik yazıcılar için sınırlayıcı etmen olmuştu. İhtiyaç duyulan en uzun mesafe budur ve sadece yazdırma işleminde değil, doğanın kendisinde de bu böyledir.

Atala ve ekibi biyolojik dokuları, kası ve kıkırdağı taklit etmesi için tasarlanmış özel plastik türü ve jeller ile birlikte nakil alıcılardan alınmış canlı hücreleri birleştirerek bunun üstesinden nasıl geleceklerini çözdüler. Bu malzemeler, cerrahi olarak nakledildikleri zaman 3 boyutlu vücut parçalarının ihtiyaç duyduğu yapıyı sağlıyor ve organların yerini aldıkları zaman, plastik ile jel bileşenler ortadan kayboluyor ve sadece biyolojik malzemeler kalıyor. Arielle Duhaime-Ross, The Verge'da şöyle açıklıyor:

Aynı zamanda hücreler, naklin şeklini sürdürmesine yardımcı olan destekleyici bir kalıp salgılıyorlar. Bu işlemin sonunda hücreler, kendi kendine yeter bir şekilde yeniden bir araya gelmiş oluyorlar ve destekleyici malzeme ihtiyacı ortadan kalkıyor.

Bu sebeple bu yapılar bir kez nakledildiği zaman, sahip oldukları yapay iskeleyi değiştiriyorlar ve sonra alıcının vücudundaki yeni doku, kemik veya kıkırdak hücreleri gibi canlı desteklerin büyümesini teşvik ediyorlar.

Araştırmacılar insanlar, tavşanlar, fareler ve sıçanlardan alınan canlı hücreleri kullanarak kulak, kemik ve kas yapıları üretip teknolojilerini kanıtladılar. İnsanlarda henüz nakilleri denemediler ancak insan boyutundaki kulakları farenin derisinin altına naklettikleri zaman (evet, şu zavallı fareler), kulaklar kendi şekillerini kaybetmeyip destekleyici yeni kıkırdak ürettiler ve iki ay içinde sağlıklı bir kan tedariği olmasını sağladılar. 

Farelere iki hafta sonra 3 boyutlu yazılmış kas dokusu verildiğinde, sinir hücreleri bunun etrafında büyümeye başladı ve beş aylık bir deneyde farelere nakledilen kafatası parçaları, işlevini yerine getiren bir kan tedariği ile yeni kemik dokusu oluşturdular.

Teknoloji henüz ilk zamanlarını yaşıyor (ekip bunun insan deneklerde çalıştığını gösterene kadar bu dönem "ilk zamanlar" olarak kalacak) fakat umut vadettiği görülüyor. Ekip dışından, Carnegie Mellon Üniversitesi'ndeki biyomedikal mühendisi Adam Feinberg'ün The Verge'e yorumu ise şöyle:

Gelecek bir veya iki yıl içerisinde, bunu bilimkurgu aleminden çıkarıp hastaları etkilemeye yakın bir şeye dönüştürecek olan pek çok heyecan verici gelişme göreceksiniz.