Ένα συνηθισμένο σενάριο επιστημονικής φαντασίας περιλαμβάνει την αντικατάσταση ανθρώπινων οργάνων που δημιουργούνται κατά παραγγελία με βάση τη σάρκα του ίδιου του παραλήπτη. Δεν είμαστε ακόμα εκεί ως είδος - και στην πραγματικότητα είμαστε πολύ μακριά - αλλά απλώς κάναμε ένα τεράστιο βήμα προς αυτή την κατεύθυνση. Επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ χρησιμοποιώντας προηγμένες τεχνικές «βιοεκτύπωσης» κατάφεραν να εκτυπώσουν τρισδιάστατα ένα μικρό τμήμα ανθρώπινου καρδιακού ιστού.
Για να είμαστε απολύτως σαφείς, πρόκειται για πραγματικό ανθρώπινο καρδιακό ιστό που δημιουργήθηκε από ζωντανά βλαστοκύτταρα. Η ποσότητα ιστού που δημιούργησε το εργαστήριο είναι πολύ μικρή για να χρησιμοποιηθεί σε οτιδήποτε στην πράξη ακόμα, αλλά αυτές οι μέθοδοι θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε αντικατάσταση καρδιακών βαλβίδων ή άλλων κρίσιμων εσωτερικών οργάνων μόλις τελειοποιηθούν.
Το ερώτημα που προκύπτει είναι γιατί να εκτυπώσουμε ιστούς αφού μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μοσχεύματα από ανθρώπους ή ακόμα και από άλλα ζώα; Είναι αλήθεια ότι οι μεταμοσχεύσεις γίνονται καθημερινά, αλλά αυτά τα μοσχεύματα μπορούν να απορριφθούν από το σώμα μετά από 20 ή και 30 χρόνια. Αυτό μπορεί να μην είναι τόσο ανησυχητικό για έναν 60χρονο καρδιοπαθή, αλλά για τα μικρά παιδιά που γεννιούνται με καρδιακά ελαττώματα, θέτει ένα τρομακτικά σύντομο χρονοδιάγραμμα στη ζωή τους.
Η τεχνική είναι ένα παράδειγμα βιοεκτύπωσης, μια διαδικασία που χρησιμοποιεί ζωντανά κύτταρα για να δημιουργήσει δομές που μοιάζουν με όργανα. Η βιοεκτύπωση δεν είναι κάτι καινούργιο, ούτε και η δημιουργία καρδιακού ανθρώπινου ιστού από βλαστοκύτταρα, αλλά είναι γενικά μια αργή διαδικασία. Συνήθως απαιτεί εκτύπωση ενός κυττάρου τη φορά και ακόμη και αν εκτυπώναμε 1.000 κύτταρα ανά δευτερόλεπτο, θα χρειαζόμασταν πάνω από χίλια χρόνια για να φτιάξουμε μια μόνο ανθρώπινη καρδιά.
Η σημαντική ανακάλυψη σε αυτή την περίπτωση είναι ότι οι ερευνητές - ο Mark που είναι καθηγητής Εμβιομηχανικής Skylar-Scott και η ομάδα του - μπόρεσαν να χρησιμοποιήσουν τεχνικές τρισδιάστατης εκτύπωσης για να κατασκευάσουν περίπλοκο, πολυεπίπεδο καρδιακό ιστό σε μια δομή πολύ πιο παχιά από του τυπικού ικριώματος. Τα ανθρώπινα όργανα δεν είναι «απλές μπάλες κυττάρων», αλλά μάλλον περίπλοκες δομές που είναι δύσκολο να αναπαραχθούν.
Χρησιμοποιώντας σύγχρονες μεθόδους τρισδιάστατης εκτύπωσης, η ομάδα κατάφερε να κατασκευάσει γρήγορα παχύτερους ιστούς προσθέτοντας ένα στρώμα τη φορά, τοποθετώντας χειροκίνητα τον ακριβή τύπο κυττάρων που απαιτούνται στα σωστά σημεία. Αυτό λειτουργεί καλά για τη δημιουργία πολύπλοκων ιστών όπως αυτοί που βρίσκονται στην ανθρώπινη καρδιά όπου η τρισδιάστατη δομή είναι κρίσιμη για τη λειτουργία της. Φυσικά, υπάρχουν και μεγάλες προκλήσεις σε αυτή την προσέγγιση.
Τελικά, αυτό που κατάφεραν να δημιουργήσουν οι επιστήμονες είναι μια δομή σαν σωλήνα παρόμοια με μια ανθρώπινη φλέβα, η οποία θα μπορούσε πραγματικά να αντλεί υγρό από μόνη της. Το επόμενο βήμα θα ήταν η εκτύπωση μιας μεγαλύτερης δομής, όπως ένας λειτουργικός θάλαμος που θα μπορούσε να τοποθετηθεί σε μια λειτουργική καρδιά. Αν και ο σωλήνας που μοιάζει με φλέβα που δημιούργησε η ομάδα δεν είναι χρήσιμος σε αυτό το στάδιο, είναι ένα σημαντικό βήμα προς την κατασκευή μεγαλύτερων ιστών που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν μελλοντικά στο σώμα.
{https://www.youtube.com/watch?v=mMeOjwH4NVU&t=3s}
Ο Skylar-Scott πιστεύει ότι μια καρδιακή βαλβίδα που εκτυπώνεται χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνική θα μπορούσε να εμφυτευθεί σε έναν άνθρωπο ασθενή σε μόλις πέντε χρόνια, αν και είναι πιθανό να βρισκόμαστε τουλάχιστον δύο δεκαετίες μακριά από μια πλήρως εκτυπωμένη καρδιά.
