NASA par collām tuvāk mākslīgo orgānu drukāšanai kosmosā

NASA astronaute Džesika Meira izmanto BioFabrication Facility uz Starptautiskās kosmosa stacijas. Techshot

Amerikā, vismaz 17 cilvēki dienā mirst, gaidot orgānu transplantāciju. Bet tā vietā, lai gaidītu, kad donors nomirs, kā būtu, ja mēs kādreiz varētu izaudzēt savus orgānus?

Pagājušajā nedēļā, pēc sešiem gadiem NASA paziņoja par savu asinsvadu audu izaicinājumu, konkursā, kas paredzēts, lai paātrinātu pētījumus, kas kādreiz varētu novest pie mākslīgo orgānu radīšanas, aģentūra nosauca divas uzvarētāju komandas. Izaicinājumam bija nepieciešams komandām izveidot biezus, vaskularizētus cilvēka orgānu audus, kas varētu izdzīvot 30 dienas.

Abas komandas, ar nosaukumu Winston un WFIRM, abas no Veik Foresta Reģeneratīvās medicīnas institūts , izmantoja dažādas 3D drukāšanas metodes, lai izveidotu laboratorijā audzētus aknu audus, kas atbilstu visām NASA prasībām un saglabātu savu funkciju.

Mēs izmantojām divas dažādas pieejas, jo, aplūkojot audus un asinsvadu sistēmu, jūs skatāties uz ķermeni, kas veic divas galvenās lietas, saka. Entonijs Atala , WFIRM komandas vadītājs un institūta direktors.

Abas pieejas atšķiras ar to, kā tiek panākta vaskularizācija — kā asinsvadi veidojas organismā. Vienā tika izmantotas cauruļveida struktūras, bet otrā - porainas audu struktūras, lai palīdzētu piegādāt šūnu barības vielas un noņemt atkritumus. Saskaņā ar Atala teikto, izaicinājums bija bioinženierijas pazīme, jo aknas, lielākais iekšējais orgāns organismā, ir viens no vissarežģītākajiem replicējamajiem audiem, jo ​​tās veic lielo funkciju skaitu.

Aknu audi, ko izveidoja Vinstona komanda NASA asinsvadu audu izaicinājumam.

WAKE FOREST INSTITUTE FOR REGENERATĪVĀS MEDICĪNAS

Kad konkurss nāca klajā pirms sešiem gadiem, zinājām, ka šo problēmu esam mēģinājuši atrisināt paši, stāsta Atala.

Līdztekus reģeneratīvās medicīnas jomas attīstībai un mākslīgo orgānu izveides atvieglošanai cilvēkiem, kuriem nepieciešama transplantācija, projekts kādreiz varētu palīdzēt astronautiem turpmākajās dziļās kosmosa misijās.

Audu inženierijas jēdziens pastāv vairāk nekā 20 gadus, saka Laura Niklasone , Jēlas anestēzijas un biomedicīnas inženierijas profesors, taču pieaugošā interese par kosmosa eksperimentiem sāk pārveidot šo jomu. Jo īpaši tāpēc, ka pasaule šobrīd skatās uz privātiem un komerciāliem kosmosa ceļojumiem, zemas gravitācijas bioloģiskā ietekme kļūs arvien svarīgāka, un tas ir lielisks līdzeklis, lai palīdzētu to saprast.

Taču uzvarējušajām komandām joprojām ir jāpārvar viens no lielākajiem šķēršļiem audu inženierijā: panākt, lai lietas izdzīvotu un saglabātu savu funkciju ilgākā laika periodā, ir patiešām izaicinājums, saka: Andrea O’Konora , Melburnas Universitātes biomedicīnas inženierijas nodaļas vadītājs, kurš šo projektu un citiem, kam tas patīk, sauc par vērienīgu.

Aprīkots ar 300 000 USD naudas balvu, pirmās vietas ieguvējai komandai — Vinstonai — drīzumā būs iespēja nosūtīt savus pētījumus uz Starptautisko kosmosa staciju, kur jau ir veikti līdzīgi orgānu pētījumi.

In 2019, astronaute Kristīna Koha aktivizēja BioFabrication Facility (BFF), ko izveidoja Grīnvila, Indiānas aviācijas un kosmosa pētniecības uzņēmums. Techshot drukāt organiskos audus mikrogravitācijā.

Saistīts stāsts

Sarindotas labākās vietas ārpuszemes dzīvības atrašanai mūsu Saules sistēmā Ja tuvumā ir citplanētiešu dzīvība, kur mēs to, visticamāk, atradīsim?

Šī pētniecības projekta mērķi ir līdzīgi NASA asinsvadu audu izaicinājuma mērķiem Jevgeņijs Bolands , Techshot galvenais zinātnieks. Izņemot 3D drukāšanas aknu audus, to mērķis ir radīt transplantējamus sirds audus dažkārt nākamo 10 gadu laikā.

Ar ko orgānu un audu drukāšana uz Zemes atšķiras no tās veikšanas kosmosā? Bolands aprakstīja paņēmienu atšķirību, pielīdzinot drukāšanas mehānismu ar Play-Doh ar drukāšanu ar medu.

Šogad BFF ir paredzēts jauninājums — tāds Bagāts Bolings , Techshot korporatīvās attīstības viceprezidents, saka, ka potenciāli dzīvības glābšanas tehnoloģija var būt piemērotāka turpmākai komercializācijai gan kosmosā, gan atpakaļ uz Zemes. Dažu nākamo mēnešu laikā šis jauninājums ietvers iespēju drukāt ar neasām adatām — tādu pašu, ko izmanto drukāšanai uz zemes.

Lielākoties tas vienmēr ir bijis ārpus Zemes, Zemei. Mums vienmēr ir šķitis, ka mēs to darām, piemēram, orgānu donoru trūkuma dēļ, sacīja Bolings.

Techshot arī paredz kādreiz izmantot mākslīgos audus un orgānus, lai palīdzētu ārstēt slimības un pat iedzimtus defektus.

Un mākslīgie orgāni un cilvēka audi ir tikai divi no daudzajiem resursiem, kas var būt pieprasīti turpmākajās kosmosa misijās. Drīzumā Techshot plāno ienākt NASA Deep Space Food Challenge , kuras mērķis būs izstrādāt ilgtspējīgas pārtikas iespējas ilgākām apkalpes misijām. Uzņēmums uzskata, ka tās pašas 3D drukāšanas metodes, kas tiek izmantotas biomedicīnas inženierijā, varētu būt tikpat noderīgas, lai radītu pārtikas avotu.

Lai gan paies ilgs laiks, līdz astronauti varēs viens otrā implantēt mākslīgos audus vai novājēt savus iecienītākos bioinženierijas burgerus, 3D biodrukāšana sāk pavērt šīs iespējas.

paslēpties