Iliustruotasis mokslas: gyvybę gelbsti 3D spausdinti organai

Publikuota: 2016-09-04
Mokslininkams jau pavyko atspausdinti žandikaulį, ausų, odos ir kraujagyslių, tikimasi pagaminti ir daug sudėtingesnių organų. „REUTERS“/„Scanpix“ nuotr.
svg svg
Mokslininkams jau pavyko atspausdinti žandikaulį, ausų, odos ir kraujagyslių, tikimasi pagaminti ir daug sudėtingesnių organų. „REUTERS“/„Scanpix“ nuotr.
 

Gydytojai jau išnaudoja 3D spausdintuvą – dabar juo galima spausdinti gyvas ląsteles. Mokslininkams jau pavyko atspausdinti žandikaulį, ausų, odos ir kraujagyslių, tikimasi pagaminti ir daug sudėtingesnių organų. Šiuo užmoju siekiama panaikinti ilgas pacientų, laukiančių donorų organų, eiles.

Iš pažiūros sveikas mažylis, vardu Kaiba, sulaukęs šešių savaičių, privertė tėvus gerokai pasijaudinti. Šeimai pietaujant restorane, berniukas staiga nustojo kvėpuoti, stokodamas deguonies jo veidas pamėlo. Ligoninėje gydytojai nustatė, kad dėl neįprastai silpnos vieno iš bronchų (pagrindinio trachėjos atsišakojimo) kremzlės berniuko broncho sienelės neatlaikė spaudimo ir užsivėrė, todėl oras negalėjo patekti į plaučius.

Vaiko gydytojui Glennui Greenui iš Mičigano universiteto (JAV) teko pro ligonio bronchą įleisti vamzdelį, užtikrinantį pastovų oro tiekimą į plaučius. Tokia priemonė buvo tinkama tik laikinai. Gydytojas suvokė, kad norint išlaikyti bronchą atvirą reikės panaudoti specialią papildomą detalę. G. Greenas daugmaž įsivaizdavo, kaip tokia detalė turėtų atrodyti, tačiau nežinojo, kur ją gauti. Puiki idėja į galvą jam šovė pažvelgus į kabinete stovintį spausdintuvą.

Kūdikiui grąžintas gyvenimas

Įprastas rašalinis spausdintuvas yra idealus prietaisas bet kokio dydžio ar stiliaus raidėms ir jų kombinacijoms spausdinti, o ką jau kalbėti apie įvairiausių spalvų paveikslėlius. Palyginti su juo, 3D spausdintuvas yra dar pažangesnis, jis gali nukopijuoti kone kiekvieną objektą, vietoje rašalo liedamas plastiką. Pagrindinė pageidaujamo objekto struktūra spausdinama sluoksnis po sluoksnio, taip tiesiogine prasme auginant jį nuo paviršiaus aukštyn. Daugumos atsarginių detalių arba specialių įrenginių gamyba gali būti sudėtinga ir brangi, jeigu jas reikia išlieti, surinkti arba išpjauti. Mokslininkams, besinaudojantiems 3D spausdintuvu, tereikia nufotografuoti norimą objektą keliais skirtingais kampais, kompiuteriu sumodeliuoti 3D vaizdą ir galiausiai spustelti mygtuką „spausdinti“.

Nemokami naujienlaiškiai į savo el. pašto dėžutę:













Svarbiausios dienos naujienos trumpai:



 

G. Greenas, nieko nelaukdamas, ėmėsi įgyvendinti šią idėją, pasitelkdamas kompiuterinę programą sukūrė detalės, galinčios grąžinti berniukui normalų gyvenimą, dizainą. Jo sugalvotas sprendimas buvo trumpas – šiek tiek platesnio nei bronchas skersmens vamzdelis su įpjovimu, leidžiančiu jį praskėsti ir įtvirtinti ant subliūškusios broncho dalies. Vamzdelyje, palaikančiame atvirą bronchą, turėjo būti pragręžta smulkių skylučių, kad vamzdelį būtų galima lengviau prisiūti prie silpnos broncho sienelės. Baigęs kurti detalės dizainą, gydytojas 3D spausdintuvą papildė biologiškai iriu plastiku ir netrukus rankose jau laikė trūkstamą detalę, visiškai parengtą transplantuoti mažajam Kaibai.

3D spausdintuvu sukurta detalė veikė, kaip tikėtasi. Po operacijos prabėgus septynioms dienoms, gydytojai ėmė pratinti berniuką kvėpuoti savarankiškai. Po trijų savaičių jie jau galėjo ištraukti vamzdelį, tiekusį orą tiesiai į ligonio plaučius ir taip palaikiusį jo gyvybę. Nuo to meto berniukas kvėpavo normaliai. Laikui bėgant, papildoma detalė laipsniškai irs, kremzlinė broncho sienelė atsinaujins ir po trejų metų sugebės funkcionuoti be pagalbinių priemonių.

Išgelbėti tūkstančius gyvybių

Kai kurie gydytojai pažengė dar toliau bandydami patobulinti 3D spausdintuvą taip, kad juo, be „negyvų“ papildomų detalių, būtų įmanoma spausdinti ir gyvas kopijas, galinčias atlikti tikro organo darbą. Tuo siekiama, kad ligoninėse pacientams nereikėtų ilgose eilėse laukti donorų organų. Europos Sąjungoje ir JAV laiku nesulaukę organų kasmet miršta apie 14 tūkstančių žmonių. Jeigu organų spausdinimas 3D pasiteisins, bus galima išgelbėti daugybę gyvybių.

Organai gali būti spausdinami įvairiais būdais, tačiau pagrindiniai yra du. Mokslininkai gali atspausdinti arba organo šabloną, arba patį organą. Pirmuoju būdu 3D spausdintuvas iš biologiškai irių medžiagų atspausdina organo šabloną, į kurį mokslininkai vėliau perkelia gyvas ląsteles. Šioms augant ir įsitvirtinant, šablonas laipsniškai ?ra, kol galiausiai lieka tik gyva organo kopija. Ši technika tinkamiausia organams, kuriuose vyrauja vienas ląstelių tipas, pavyzdžiui, nosiai ar ausims, sudarytoms daugiausia iš kremzlinio audinio ląstelių.

Keli mokslininkai panaudojo spausdintuvą gaminti vamzdelių formoms, turinčioms vidinį ir išorinį paviršius. Mokslininkai tikisi padengti juos skirtingo tipo ląstelėmis, kurios vėliau, formai suirus, susijungtų. Taip bent jau teoriškai būtų galima sukurti žarnyno audinius, kurių vidinę pusę sudaro gleivinės ląstelės, o kitą – raumenų ląstelės. Kol kas nei vienam mokslininkui to padaryti dar nepavyko.

Taikant antrą metodą, šablonas, ant kurio įsitvirtintų ląstelės, nereikalingas. Organas spausdinamas tiesiogiai, vietoje rašalo liejant gyvas ląsteles. 3D spausdintuvas gali būti pripildytas skirtingo tipo ląstelių taip pat, kaip ir paprastas spausdintuvas turi kelias skirtingų spalvų rašalo kasetes.

Viena iš kasečių dažniausiai pripildyta lipnaus gelio, palaikančio ryšį tarp ląstelių ir užpildančio tuščias erdves, pavyzdžiui, kraujagyslių ertmes. 3D spausdintuvas surikiuoja gelį ir skirtingo tipo ląsteles įmantriais raštais ir sluoksniais. Geliui laipsniškai nykstant lieka 3D organas.

Ši technika teikia daug vilčių, bet dar nėra visiškai ištobulinta. Iki šiol ji taikyta keliems organams, tokiems kaip oda arba kraujagyslės, gaminti.

Glazgo universiteto (Škotija) chemikas Leroy Croninas turi kitokių ambicingų 3D spausdintuvų išnaudojimo užmojų. Jis tikisi, kad šie prietaisai artimoje ateityje sukels revoliuciją pacientų aptarnavimo srityje. 2012 m. jis pademonstravo, kaip savo namuose galima atsispausdinti reikalingų vaistų, taigi farmacijos pramonė gali būti palikta užribyje.

Išrašęs receptą, gydytojas galėtų pacientui kartu įteikti kompiuterinę rinkmeną su vaisto formule ir jo sintezės iš paprastų cheminių medžiagų eigą. Rinkmenoje taip pat būtų nurodyta prietaiso, kurio reikia cheminėms reakcijoms atlikti, struktūra.

Sudėjus visus komponentus į asmeninį 3D spausdintuvą, pacientui reikėtų tik spustelti starto mygtuką ir stebėti, kaip susirenka jo „miniatiūrinė laboratorija“, sudaryta iš nedidelių talpyklių, pripildytų būtinų reagentų, ir kanalų, kuriais tie reagentai juda ir yra maišomi, iki patenkant į reakcijos kamerą.

Per kitą etapą spausdintuvo kasetėse esantis plastikas pakeičiamas paprastais cheminiais reagentais ir spausdintuvas paskirsto reikalingas medžiagas tinkamu laiku ir tinkamose vietose. Po kelių valandų pacientas jau pasiima atspausdintus gydytojo išrašytus vaistus. Ir visa tai – nė neiškėlus kojos iš namų.

L. Croninas viliasi, kad ši technologija pagerins žmonių, gyvenančių atokiau nuo vaistinių, gyvenimo kokybę. Metodas taip pat turėtų lemti vaistų kainų mažėjimą, nes vaistų gamintojai sutaupytų pinigų, kurie skiriami gamykloms statyti, taip pat vaistams pakuoti, platinti ir sandėliuoti.

Jeigu L. Cronino viltys pasiteisins, greitai galėsime pradėti tuštinti asmenines vaistinėles ir ruošti vietą 3D spausdintuvui. Vieną dieną, kai tik sugebėsime aptraukti žaizdą odos gabalėliu, atspausdintu iš mūsų pačių ląstelių, į šiukšlių dėžę iškeliaus ir pleistrų pakeliai.

Pasirinkite jus dominančias įmones ir temas – asmeniniu naujienlaiškiu informuosime iškart, kai jos bus minimos „Verslo žiniose“, „Sodros“, Registrų centro ir kt. šaltiniuose.

Į Panevėžį atkeliauja dalis S. Eidrigevičiaus darbų

Panevėžyje statant Stasio Eidrigevičiaus menų centrą, dalis šio pasaulinio garso menininko dailės darbų jau...

Laisvalaikis
14:07
Lietuvos stačiatikių bažnyčia prašo suteikti jai savarankiškos Bažnyčios statusą 2

Vilniaus ir Lietuvos metropolitas Inokentijus kreipėsi į Maskvos patriarchatą su prašymu suteikti Lietuvos...

Narai Baltijos jūroje karpo „vaiduoklius“ nuo nuskendusių laivų

Nuo laivų, karo metu nuskendusių Baltijos jūroje, nukarpomi žvejybiniai tinklai, dar vadinami vaiduokliais –...

Laisvalaikis
2022.05.27
Milijardierius S. Bankmanas-Friedas: apie kriptorinkų vertę ir ateitį Premium

„Apie du trečdalius arba tris ketvirtadalius pirmą kartą investuojančiųjų į kriptovaliutas tiesiog nori...

Laisvalaikis
2022.05.27
Niekada nesakyk niekada: kaip miestietis kaime iš obuolių verslą sukūrė Premium 4

Verslą galima sukurti lygioje vietoje ir net neturint apie jį specifinių žinių – tai patvirtina Mindaugo...

Gazelė
2022.05.26
„Open House Vilnius“ savaitgalį atvers 56 pastatų duris

Besidominčiųjų architektūra laukia šventė – gegužės 28 ir 29 d. vyksiantis aštuntasis atviros architektūros...

Laisvalaikis
2022.05.26
Vilniaus Didžiąją sinagogą įamžins iki 2026-ųjų 2

Iki 2026 m. vidurio sostinėje bus sutvarkyta unikali žydų (litvakų) sakralinė vieta – Vilniaus Didžioji...

Laisvalaikis
2022.05.26
„Norfos“ lentynose – brandintos jautienos pasiūla Verslo tribūna

Prasidėjus lauko pramogų ir kepsnių sezonui, auga ne tik jau įprastos šviežios mėsos, bet ir vis...

„Vilnius Mama Jazz“ kviečia klausyti, žiūrėti, kalbėti

Gegužės 26 d. prasidedantį festivalį „Vilnius Mama Jazz“ lydi plati „palaikomoji“ programa, kviesianti į...

Laisvalaikis
2022.05.25
„SpaceX“ prieš „Boeing“: kaip E. Musko įmonė aplenkė aviacijos milžinę Premium 1

Praėjusį savaitgalį „Boeing“ bepilotis erdvėlaivis „Starliner“ po daugiau nei dvejus metus trukusių bandymų...

Inovacijos
2022.05.25
„Financial Times“ surikiavo geriausias mokymosi programas vadovams Premium

Geriausių pasaulyje verslo programų reitinge „Executive Education“, kurį daugiau nei du dešimtmečius sudaro...

Laisvalaikis
2022.05.25
IT specialistė kaime rado laimę: sukūrė tradicinį verslą, bet kitaip Premium

Sostinė siūlo apsčiai galimybių, tačiau vis daugiau šeimų ją palieka ir keliasi gyventi į kaimą. Nors...

Gazelė
2022.05.25
Patriotų gastrolės Rusijoje – už 100 milijonų Premium 3

Dar iki įsiverždama į Ukrainą Rusija negailėjo lėšų vadinamajai minkštajai galiai, t. y. savo kultūros...

Laisvalaikis
2022.05.24
Valdovų rūmų vadovui prof. V. Dolinskui – prestižinė Lenkijos kultūros premija

Prestižinė kultūros premija, prof. Aleksanderio Gieysztoro vardo apdovanojimas, įteiktas Nacionalinio...

Laisvalaikis
2022.05.24
Iš Kanų festivalio: „Mariupolis 2“, rusiškas skandalas, geriausia sezono komedija Premium

Kanuose vyksta 75-asis kino festivalis, paženklintas skaudžiausia mūsų dienų tema. Rusijos karas Ukrainoje...

Laisvalaikis
2022.05.24
Baltarusijos opozicijos lyderė: Lietuvos pagalba neapsiriboja žodžiais ar išsakytu susirūpinimu

Lietuvos pagalba baltarusiams neapsiriboja žodžiais ar išsakytu susirūpinimu, sako Sviatlana Cichanouskaja,...

Verslo aplinka
2022.05.24
„Time“ įtakingiausių menininkų viršūnėje – „Marvel“ žvaigždė Simu Liu

Naujausią „Time“ žurnalo, paskelbusio 2022-ųjų šimto įtakingiausių pasaulio žmonių sąrašą, viršelį puošia...

Laisvalaikis
2022.05.23
Ką A. Navalnas „Time“ parašė apie Putiną, o J. Bidenas – apie Zelenskį

Žurnalas „Time“ į įtakingiausių 2022 m. žmonių sąrašą įtraukė Volodymyrą Zelenskį, Ukrainos prezidentą, ir...

Laisvalaikis
2022.05.23
Skaičiai: užteršti ir švariausi Europos miestai Premium

Smulkiųjų kietųjų dalelių kiekis Europoje per pastarąjį dešimtmetį mažėjo, tačiau vis dar viršija...

Verslo klasė
2022.05.22
Eutanazijos vartai. Kaip suplanuoti mirties datą Premium

Kelionių maršrutuose netikėta kryptis – paskutinė gyvenimo stotelė. Žmonės, įpratę viską planuoti ir iki...

Laisvalaikis
2022.05.22

Verslo žinių pasiūlymai

Šioje svetainėje naudojame slapukus (angl. „cookies“). Jie padeda atpažinti prisijungusius vartotojus, matuoti auditorijos dydį ir naršymo įpročius; taip mes galime keisti svetainę, kad ji būtų jums patogesnė.
Valdyti Sutinku