Ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια στην εκτύπωση λειτουργικών οργάνων είναι η δημιουργία ενός περίπλοκου δικτύου αιμοφόρων αγγείων που να διανέμει οξυγόνο και θρεπτικά συστατικά σε κάθε κύτταρο του οργάνου. Στον ανθρώπινο οργανισμό, τα αγγεία διακλαδίζονται από μεγάλες αρτηρίες σε χιλιάδες μικροσκοπικά τριχοειδή, ώστε κάθε κύτταρο να βρίσκεται πολύ κοντά σε κάποιο αγγείο – ειδικά στην καρδιά, όπου υπάρχουν πάνω από 2.500 τριχοειδή ανά κυβικό χιλιοστό.
Ερευνητές του Stanford ανέπτυξαν έναν νέο αλγόριθμο που σχεδιάζει και 3D εκτυπώνει αγγειακά δέντρα που μιμούνται με μεγάλη ακρίβεια τα φυσικά αγγεία ενός οργάνου. Η πλατφόρμα αυτή μπορεί να δημιουργήσει σχέδια για πολύπλοκα όργανα σε μόλις πέντε ώρες, ενώ προηγούμενες μέθοδοι απαιτούσαν μήνες. Το λογισμικό είναι διαθέσιμο ως ανοιχτού κώδικα μέσω του SimVascular project και ενσωματώνει προσομοιώσεις ροής αίματος για βέλτιστη κατανομή και αποφυγή συγκρούσεων μεταξύ των αγγείων.
Οι ερευνητές κατάφεραν να σχεδιάσουν ένα αγγειακό δέντρο με ένα εκατομμύριο αγγεία για ανθρώπινη καρδιά, φτάνοντας σε πυκνότητα όπου κάθε κύτταρο απέχει μόλις 100-150 μικρόμετρα από το κοντινότερο αγγείο. Αν και οι σημερινοί 3D εκτυπωτές δεν μπορούν να εκτυπώσουν τόσο λεπτομερή δίκτυα, οι επιστήμονες εκτύπωσαν μοντέλα με 500 κλάδους και δοκίμασαν απλούστερες εκδοχές που διατήρησαν ζωντανά ανθρώπινα κύτταρα σε εργαστηριακές συνθήκες. Με βιοεκτυπωτή, δημιούργησαν ένα δακτύλιο με ανθρώπινα νεφρικά κύτταρα και 25 αγγεία, όπου η ροή οξυγόνου και θρεπτικών κρατούσε τα κύτταρα ζωντανά.
Τα αγγειακά δίκτυα που εκτυπώνονται δεν είναι ακόμα πλήρως λειτουργικά αιμοφόρα αγγεία, καθώς λείπουν κρίσιμα κυτταρικά στοιχεία όπως μυϊκά και ενδοθηλιακά κύτταρα. Οι ερευνητές εργάζονται για να ενσωματώσουν τα κύτταρα με το αγγειακό δίκτυο και να ενθαρρύνουν την αυτόματη ανάπτυξη των μικρότερων αγγείων, ενώ βελτιώνουν την ταχύτητα και την ακρίβεια των βιοεκτυπωτών. Έχουν ήδη καταφέρει να παραγάγουν αρκετά καρδιακά κύτταρα από βλαστοκύτταρα για να εκτυπώσουν ολόκληρη ανθρώπινη καρδιά και τώρα συνδυάζουν τα κύτταρα με τα αγγεία σε οργανική κλίμακα.
Σούπερ προσφορά στην Ελλάδα: Πως θα πάρεις PS5 στα €280 και Nintendo Switch 2 στα €415!
Για την καλύτερη εμπειρία σου θα θέλαμε να σε παρακαλέσουμε να το απενεργοποιήσεις κατά την πλοήγησή σου στο site μας ή να προσθέσεις το enternity.gr στις εξαιρέσεις του Ad Blocker.
Με εκτίμηση, Η ομάδα του Enternity