Sağlık alanında 3B baskı biyonik göz, vücudun içinde yürüyebilen nanorobotlar, nano ölçekli göz implantı gibi son teknoloji etkilerini büyük bir heyecanla takip ediyoruz. Rice Üniversitesi (Houston, Teksas) ve Washington Üniversitesi biyomühendisleri ise akciğeri taklit eden karmaşık damarlı bir sistemi 3B baskıyla üreterek 3b baskı organ konusunda umut ışığı oldu.

Sistemde, tıpkı kana oksijen pompalayan bir akciğer gibi genişleyip daralan hava keseleri bulunuyor. Başka bir deyişle bu organ da tıpkı akciğerler gibi nefes alıp veriyor. Bu tür biyo-baskı organların, organ nakli bekleme listesinde sıra beklerken yaşanan ölümlerin önüne geçeceği öngörülüyor. Artık organ nakli bekleyen insanlar, yalnızca 3b baskı organ yazdırma süresi kadar bekleyecek.

3B baskı organ konusunda önemli zorluklar aşıldı

Bugüne kadar, bir laboratuvarda canlı hücrelerin yetiştirilmesi nispeten kolayken, zor kısmı onları canlı tutmaktı. Araştırma ekibi liderlerinden Jordan Miller’e göre doku protezleri üretmedeki en büyük engellerden biri; yoğun dokuları besleyecek, komplike bir damar sistemi yazdırmak konusundaki yetersizlikti. Bu buluşu önemli kılan şeylerden biri de bu zorluğu aşmaya yardım edecek olması. Miller çok damarlılık ve damar içi yapının da eklenmesiyle, canlı doku mühendisliği için geniş bir tasarım özgürlüğü sunduklarını belirtiyor. Miller’e göre artık vücutta bulunan karmaşık yapıların çoğunu inşa etme özgürlüğüne sahibiz.

Ekip 3b baskı organ konusundaki engelleri aşmak amacıyla, biyo-baskıda doku mühendisliği için stereolitografi cihazı (Stereolithography Apparatus for Tissue Engineering – SLATE) adlı açık kaynaklı bir teknoloji geliştirdi. Jordan Miller’e göre bu teknoloji çok damarlılaştırma sorununu doğrudan ve kapsamlı bir şekilde ele alan ilk biyo-baskı teknolojisi. Baskı sürecinde, canlı hücreler içeren bir pre-hidrojel çözeltisi kullanılıyor ve her katman mavi bir ışıkla kürlenerek katılaştırılıyor. Çalışmayı başarıya ulaştıran şey ise, hidrojellere mavi ışığı emecek gıda boyaları eklenmesi oldu. Bu fotoemiciler kürlenmenin çok ince bir katmanda hızla gerçekleşmesini sağladı. Bu sayede sistem birkaç dakika içinde yumuşak, su bazlı ve biyolojik olarak uyumlu karmaşık yapılar üretebiliyor.

Bilim insanları için kan damarlarını 3B baskı ile yazdırmak uzun zamandır aşamadıkları bir güçlük olmuştu. Bazı ekipler, küçük tüplerin baskı sırasında kendi ağırlığıyla çökmemesi için süreci yer çekimsiz ortamda gerçekleştirmiş ve bunun için de Uluslararası Uzay İstasyonu’yla iş birliği yapmıştı. Bu araştırmada ise bu zorluk aşıldı ve organ Dünya’da basıldı. Bu adımla birlikte 3B baskı organ yazdırma yolundaki bir büyük engel daha aşılmış oldu.

Görsel: YouTube, Rice University