Araştırmacılar 3D Yazıcı Yardımıyla Transplantasyon Modeli Ürettiler

Laboratuvarda üretilmesi günler ya da haftalar alan yapay organ ya da doku implantlardaki hücrelere oksijenin ve besinlerin ulaştırılması uzun süredir bilim dünyasını meşgul eden bir sorundu. Rejeneratif tıp belki de bu sorun çözebilecek büyük bir adım atmış olabilir.

Rice Üniversitesi’nden bir grup biyomühendis ve Pensilvanya Üniversitesi’nden cerrahların yaptığı çalışmada, doğal kan damarları ile cerrahi olarak bağlanmış test yapılarında kanın normal bir şekilde aktığı gösterildi.

Araştırma grubunun öncülerinden Miller, biyomühendisliğin önündeki en büyük engelin karaciğer ya da böbrek gibi büyük yapay dokuların içindeki hücreleri canlı tutmak olduğunu söyledi. Yapılan işin tamamen vücudun kendi kendine kan damarı oluşturabilmesine bağlı olduğunu belirtti. Mühendislik ürünü doku iskeletlerinin vücut içine implante edildiğini ve sonrasında çevre dokudan mühendislik yapılarına yayılarak kan damarlarının oluşumu için beklendiğini ve bu sürecin çok uzun sürebildiğini bu nedenle de iç kısımdaki hücrelerin oksijensizlikten ve beslenme yetersizliğinden genellikle öldüğünü söyledi. Çalışmayı yapmaya karar verirken tam da bu sorunu hedef aldıklarını belirttiler.

Araştırmacılar yapmayı amaçladıkları çalışmanın, laboratuvarda geliştirdikleri 3D baskılı yapı ile konak arterlerinin implante edilen doku ile birleştirilerek perfüzyonun hızlı bir şekilde sağlanabileceği bir sistemi içerdiğini belirttiler.

Araştırma grubu, yaklaşık küçük bir jelibon ayıcık büyüklüğünde bir silikon jel kullanarak 3D baskı ile yapmayı amaçladıkları yapıyı geliştirdiler. Araştırmacılar bütün yapıyı doğrudan oluşturmak yerine yapının içindeki damarlar için kılavuz oluşturabilecek yapılar ürettiler. Miller, bu yapıyı pasta şeflerinin tatlıları süslemek için yaptıkları şekerden cam kafeslerden ilham alarak geliştirdiğini söyledi.

Açık kaynak kodlu bir 3D yazıcı kullanan araştırmacılar her seferinde bir tabaka tek şeker filamanı yerleştirerek kan damarlarının kafesini oluşturdular. Şeker sertleştiğinde yapıyı bir kaba yerleştiren araştırmacılar, kaba silikon jel döktüler. Jel sertleştikten sonra Miller’ın takımı şekeri çözdü ve geriye silikondan yapılmış küçük kanal ağı kaldı.

Araştırmacılara göre, ortaya çıkan yapı henüz organlarda ki kan damarlarına benzemiyordu fakat transplantasyon cerrahisi ile ilgili anahtar özelliklere sahipti. Araştırmacılar bir giriş ve bir çıkışa sahip, yaklaşık 1mm çapında bir yapı geliştirdiklerini ve bu ana damarların yaklaşık 600-800 mikronluk çok sayıda küçük damara dallandığını söylediler.

Ekip, geliştirilen jelin giriş ve çıkışlarını küçük bir hayvan modelindeki büyük bir artere Pensilvanya Üniversitesindeki cerrahların yardımıyla bağladı. Doppler görüntüleme teknolojisi kullanarak, yapı boyunca kan akımını gözlemlediler ve sonuçları değerlendirdiklerinde, 3 saatten uzun süre boyunca tıkanma olmaksızın yapının fizyolojik baskıya karşı koyduğunu gördüler.

Araştırmacılar çalışmalarının, doku mühendisliğinde, yapılan doku ile direkt arteriyel bağlantı sağlanarak, transplantasyon modeli geliştirme için atılmış büyük bir adım olduğunu belirttiler. Ayrıca araştırmacılar gelecekte uzun dönem izleme olanak tanıyan oksijen geçişine olanak tanıyan canlı hücreler barındıran biyo-bozunabilir malzeme kullanmayı amaçladıklarını belirttiler.