Yeni baskı yöntemi, kalp dokusunda insan damar sisteminin yapısını in vitro olarak kopyalayan dallanan damarlar oluşturur

Laboratuvarda yetiştirilen organlar, henüz elde edilmemiş olan organ mühendisliğinin uzun süredir devam eden bir ‘kutsal kâsesi’dir, ancak yeni araştırmalar, co-SWIFT adı verilen yeni bir 3D baskı yöntemi kullanarak bu hedefi gerçeğe büyük bir adım daha yaklaştırmıştır. co-SWIFT, düz kas hücreleri ve endotel hücreleri ile canlı insan kalp dokusuna aşılanan çift katmanlı damarların dallanma ağlarını basar ve hatta hastaya özgü vasküler yapıları çoğaltabilir, bu da bir gün kişiselleştirilmiş tıp için kullanılabileceğini gösterir.

Vücut dışında büyüyen fonksiyonel insan organları, organ nakli tıbbının uzun zamandır aranan ve hala belirsiz olan bir “kutsal kâse” dir. Harvard’ın Wyss Biyolojiden Esinlenen Mühendislik Enstitüsü ve John A. Paulson Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Okulu’ndan (SEAS) yapılan yeni araştırmalar, bu arayışı tamamlamaya büyük bir adım daha yaklaştırıyor.

Bilim insanlarından oluşan bir ekip, düz kas hücrelerinin farklı bir “kabuğuna” sahip birbirine bağlı kan damarlarından ve sıvının içinden geçebileceği içi boş bir “çekirdeği” çevreleyen endotel hücrelerinden oluşan vasküler ağları 3D yazdırmak için yeni bir yöntem yarattı. Bu vasküler mimari, doğal olarak oluşan kan damarlarınınkini yakından taklit eder ve implante edilebilir insan organları üretebilme yolunda önemli bir ilerlemeyi temsil eder. Başarı, Advanced Materials dergisinde yayımlandı.

“Önceki çalışmalarda, canlı bir hücresel matris içindeki içi boş kanalları modellemek için “fonksiyonel dokuda kurban yazı” (SWIFT) olarak bilinen yeni bir 3D biyo-baskı yöntemi geliştirdik. Burada, bu yönteme dayanarak, doğal kan damarlarında bulunan çok katmanlı mimariyi özetleyen, birbirine bağlı bir endotel oluşturmayı kolaylaştıran ve kan akışının iç basıncına dayanacak şekilde daha sağlam hale getiren koaksiyel SWIFT’i (ko-SWIFT) tanıtıyoruz” dedi ilk yazar Paul Stankey, SEAS’ta ortak kıdemli yazar ve Wyss Core Fakülte üyesi Jennifer Lewis’in laboratuvarında yüksek lisans öğrencisi, Dr.D.

Ekip tarafından geliştirilen en önemli yenilik, basılı kapları oluşturan “mürekkepler” için bağımsız olarak kontrol edilebilen iki sıvı kanalına sahip benzersiz bir çekirdek kabuk nozuluydu: kollajen bazlı bir kabuk mürekkebi ve jelatin bazlı bir çekirdek mürekkebi. Nozülün iç çekirdek haznesi, kabuk haznesinin biraz ötesine uzanır, böylece nozül, insan dokularının ve organlarının perfüzyon yoluyla yeterli oksijenlenmesi için birbirine bağlı dallanma ağları oluşturmak üzere önceden basılmış bir kabı tamamen delebilir. Kapların boyutu, baskı sırasında baskı hızı veya mürekkep akış hızları değiştirilerek değiştirilebilir.

Yeni co-SWIFT yönteminin işe yaradığını doğrulamak için, ekip önce çok katmanlı kaplarını şeffaf granül bir hidrojel matrisine bastı. Daha sonra, damarları, canlı kas dokusunun yoğun, lifli yapısını kopyalayan gözenekli kollajen bazlı bir malzemeden oluşan uPOROS adı verilen yakın zamanda oluşturulmuş bir matrise bastılar. Bu hücresiz matrislerin her ikisinde de dallanan vasküler ağları başarılı bir şekilde basabildiler. Bu biyomimetik kaplar basıldıktan sonra, matris ısıtıldı, bu da matris ve kabuk mürekkebindeki kollajenin çapraz bağlanmasına ve kurban jelatin çekirdek mürekkebinin erimesine neden oldu, bu da kolayca çıkarılmasını sağladı ve açık, perfüze edilebilir bir damar sistemi ile sonuçlandı.

Kaynak : https://www.sciencedaily.com/releases/2024/08/240807225648.htm