ביופרינטינג: הדפסות איברים בתלת מימד

ביופרינטינג – הדפסת איברים

בהרצאתי בכנס GIANT Health  בלונדון הבטחתי שבקרוב בכל בית חולים תהיה מדפסת תלת מימד של איברים אנושיים. לא רק בכל בית חולים, אלא בכל מחלקה כירורגית. המדפסת הביולוגית משתמשת בדיו ביולוגי, המדמה את הרקמה הבין תאית, עם תאים חיים, לרבות תאי גזע בתוך תמיסת ג’ל השומרת עליהם. המדפסת מסוגלת להזריק את התאים בדיוק מירבי למקום שלהם וכך לאחר שמניחים מספיק תאים זה לצד זה, וזה מעל זה, הם מתחילים להתחבר וליצור את הרקמה הרצויה.

העתיד יאפשר לא להזדקק להמתנה ארוכה לאיבר מתורם, ולפתור את בעיית מחסור האיברים להשתלה. בניסויים שונים על בעלי חיים כבר הצליחו להשתיל עצמות שהודפסו והן נקלטו בהצלחה בגוף החיה. בנוסף החלה הדפסת איברים כמו כליות כבד או לב, ראו ההרצאה הבאה בטד על הדפסת כליה. בנוסף מדפיסים סחוס מותאם אישית, מסתמי לב בהם התאים לקוחים מהמטופל ולכן הגוף לא ידחה אותם, שתלי שיניים, שחזור אוזן ועוד.

מניעת דחיית השתל היא יתרון אדיר נוסף ליתרון של התגברות על מחסור באיברים להשתלה.

הדפסת תלת מימדית, מסוגלת לבנות במדוייק איברים שונים. כך למשל חברת ננו-דיימנשן (Nano Dimension) רתמה את טכנולוגיית הדפסת התלת מימד שלה לתחום, וביצעה בהצלחה ניסוי להדפסת תאי גזע במדפסת תלת מימד בשיתוף עם חברת Accellta, העוסקת בגידול ובידול תאי גזע למעבדות מחקר.

החוקרים הצליחו להשתמש במדפסת של ננו דיימנשן ליצירת מבנה ביולוגי המורכב מתאי גזע ומצע ביולוגי שהונחו בדייקנות על-ידי המדפסת. מדובר בהתאמת הטכנולוגיה של החברה מתחום הייצור התלת-מימדי של מעגלים מודפסים, לתחום הייצור של חומרים ביולוגיים. במקום חומר פולימרי וחלקיקי מתכת השתמשו בחומר ביולוגי ו”חלקיקים” המורכבים מתאי הגזע שגודלו בידי אקסלטה החיפאית.

נולד שוק – הדפסת איברים

חברת אורגנובו – Organovo מגדלת רקמות שונות לצרכי מחקר וניסויים קליניים למשל בתרופות. הלקוח הגדול שלה הוא דווקא חברת היופי לוריאל, שמבינה כי ניתן לבחון את המוצרים הקוסמטיים שלה על עור שגודל במעבדה – ראו הסרטון המצוין הבא:

העור יכול בעתיד לטפל בפגועי כוויות, בחולים סדרתיים שהעור שלהם נפגע ללא תקנה, וההערכה של החברה היא שתוך מספר שנים יוכלו להשתיל עור בבני אדם.

רוצים לקנות כבד? היום כבר אפשר, פריצת דרך נוספת של אורגנובו מאפשרת להם הדפסת כבדים לשימוש למשל במחקרים של חברות פארמה. חברות התרופות כמובן רוצות לשלול רעילות של תרופותיהן לכבד, וכך ניתן לבחון ולדעת זאת תוך מספר ימים.

שוק הדפסת תלת-מימד של חומרים ביולוגיים (Bioprinting) עדיין בחיתוליו ונאמד ב-481 מיליון דולר בלבד. ואולם, על פי ההערכות הוא צפוי לגדול במהירות בעשור הקרוב ולהגיע להיקף של כ-6 מיליארד דולר בשנת 2024.

איך זה עובד?

תאים מתחברים יחד באופן טבעי, השיכוב שלהם שכבה אחרי שכבה כשתאי הכבד הפרנכימטיים מצויים במיקום ה”נכון” ברמה המיקרואנטומית יחד עם “ביואינק” דיו ביולוגי הכולל תאים ורקמת חיבור ה”מדביקה” את הכל יחד, ראו כאן בדיוק איך זה עובד.

מדובר בשלושה שלבים:

א. טרום הדפסה, הכולל הדמיית האיבר בשלושה ממדים ב CT או-MRI

ב. הדפסה – שכבה אחר שכבה

ב. פוסט הדפסה – להתבגרות הרקמה או האיבר, באינקובטורים ייעודיים המספקים סביבה טובה לגידול התאים

והנה התבשרנו שיש התקדמות של צעד נוסף לכיוון הדפסת כליה במאמר הבא של אוניברסיטת הסינגולריות. חוקרים מהרווארד הצליחו להתקדם וליצור נפרון – היחידה הבסיסית בכלייה המסננת את הדם, בהדפסת תלת מימד ביולוגית.לואיז ועמיתיה הצליחו ליצור את הטובולי של הלכייה – כולל כלי הדם המעבירים את הדם על מנת שהטובולי (נפרון) יסנן אותו ויהפוך אותו לשתן. האיבר המודפס תפקד ונשאר חיי למשל כחודשיים. ואגב מעל 98% מהאיברים הנדרשים להשתלה הן כליות,אז מעבר לניסויים קליניים בתרופות השוק כאן גדול – והאימפאקט על איכות חיי חולי דיאליזה ביום שישתילו כליות מודפסות יהיה אדיר.

במחצית 2018 הודיעו חוקרים מאוניברסיטת ניו קסל על הדפסת קרנית מתי גזע, בעולם נזקקים כ 15 מיליון בני אדם להשתלת קרנית, עוד תחום בו הדפסה ביולוגית יכולה ליצר מזור

יש אפילו קורס מקוון בנושא, ועוד מאמר מצוין של ריי קורצוויל בסינגולריטי האב  3D Bioprinting.

עוד לקריאה:

  1. באתר מכון דוידסון
  2. מאמרים בעברית גם כאן בגיקטיים, בפורבס
  3. הדפסת לבבות בתלת מימד
  4. כתבה בגיקטיים שמתייחסת להדפסה ישירה של עור על הגוף
  5. כתבה בגלובס על שימושי הדפסת תלת מימד בקרדיולוגיה, פה ולסת ואורטופדיה (לא ביופרינטינג)
  6. על המדפסת הביולוגית של חברת ננו-דיימנשן

שלכם ובשבילכם

ד”ר מיכל חמו לוטם

ינואר 2017

עדכון יוני 2018

0 תגובות

השאירו תגובה

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *