Gesundheit

Wissenschaftler drucken ein erstes 3D Herz mit Patienten, die das biologische Material: Engineered heart vollständig entspricht der immunologischen, zellulären, biochemischen und anatomischen Eigenschaften des Patienten

In einer großen medizinischen Durchbruch an der Universität Tel Aviv haben die Forscher „gedruckt“ world ‚ s first 3D vaskularisiertem engineered heart mit einem Patienten die eigenen Zellen und biologischen Materialien. Ihre Ergebnisse wurden veröffentlicht am April 15 in einer Studie Fortgeschrittene Wissenschaft.

Bis jetzt sind Wissenschaftler in der regenerativen Medizin-einem Feld positioniert an der Schnittstelle von Biologie und Technologie-erfolgreich im Druck nur einfache Gewebe ohne Blutgefäße.

„Dies ist das erste mal, dass jemand irgendwo hat sich erfolgreich entwickelt und gedruckt, ein ganzes Herz voll mit Zellen, Blutgefäße, Herzkammern und-Kammern“, sagt Prof. Tal Dvir von TAU ‚ s School of Molecular Cell Biology and Biotechnology, Department of Materials Science and Engineering, Center for Nanoscience und Nanotechnologie und von Sagol-Forschungszentrum für Regenerative Biotechnologie, wer führte die Forschung für die Studie.

Herz-Krankheit ist die führende Todesursache bei Männern und Frauen in den Vereinigten Staaten. Die Herztransplantation ist zurzeit die einzige Behandlung zur Verfügung, um Patienten mit end-stage heart failure. Angesichts der schrecklichen Mangel an Herz-Spender, die Notwendigkeit der Entwicklung neuer Ansätze zur Regeneration des Kranken Herzens ist dringend.

„Das Herz ist aus menschlichen Zellen und Patienten-spezifischen biologischen Materialien. In unserer Fertigung werden diese Materialien dienen als bioinks, Stoffe, die aus Zuckern und Proteinen, die verwendet werden können für 3D-drucken von komplexen Gewebe-Modellen“, so Prof. Dvir sagt. „Die Menschen haben es geschafft, 3D-drucken, die die Struktur der ein Herz in der Vergangenheit, aber nicht mit Zellen oder Blutgefäße. Unsere Ergebnisse zeigen das Potenzial unseres Ansatzes für das engineering personifizierte Gewebe-und organ-Ersatz in der Zukunft.“

Forschung für die Studie wurde gemeinsam von Prof. Dvir, Dr. Assaf Shapira von TAU in der Fakultät Life Sciences und Nadav Moor, Doktorand in der Arbeitsgruppe von Prof. Dvir lab.

„In diesem Stadium, ist das 3D-Herz ist klein, die Größe eines Kaninchens Herz“, erklärt Prof. Dvir. „Aber größere menschliche Herzen erfordern die gleiche Technologie.“

Für die Forschung, eine Biopsie des Fettgewebes stammt von den Patienten. Die Zell-und a-zelluläre Materialien, die Gewebe wurden dann getrennt. Während wurden die Zellen in pluripotente Stammzellen Zellen, die extrazelluläre matrix (ECM), einem drei-dimensionalen Netzwerk von extrazellulären Makromolekülen wie Kollagen und Glykoproteine wurden verarbeitet in einer personalisierten hydrogel, die diente als der Druck „der Tinte.“

Nach Vermischung mit dem hydrogel, wurden die Zellen effizient differenziert zu Herz-oder Endothelzellen zu schaffen, patient-spezifische immun-kompatibel Herz-patches mit Blutgefäßen und in der Folge eine ganze Herz.

Nach Prof. Dvir, die Verwendung von „native“ Patienten-spezifischen Materialien ist entscheidend, um erfolgreich engineering, Gewebe und Organe.

„Die Biokompatibilität von engineered materials ist von entscheidender Bedeutung, wodurch das Risiko von Implantat-Ablehnung, das gefährdet den Erfolg solcher Behandlungen“, so Prof. Dvir sagt. „Ideal wäre es, das biomaterial soll besitzen die gleichen biochemischen, mechanischen und topographischen Eigenschaften des Patienten das eigene Gewebe. Hier können wir berichten einen einfachen Ansatz, um 3D-gedruckte dick, vaskularisiert und perfusable Herz-Gewebe, die vollständig übereinstimmen, werden die immunologischen, zellulären, biochemischen und anatomischen Eigenschaften des Patienten.“

Die Forscher planen jetzt, auf die Kultivierung der gedruckten Herzen, die im Labor und „lehrt Sie, sich zu Verhalten“ wie Herz, Prof., sagt Dvir. Sie planen Transplantation die 3D-gedruckte Herz in Tier-Modellen.

„Wir entwickeln müssen, die die gedruckten Herzen weiter“, resümiert er. „Die Zellen brauchen, um die form eines Pumpen-Fähigkeit; Sie können derzeit Vertrag, aber wir brauchen Sie, um zusammen zu arbeiten. Unsere Hoffnung ist, dass wir erfolgreich sein und beweisen, dass unsere Methode die Wirksamkeit und Nützlichkeit.

„Vielleicht in zehn Jahren, es wird organ-Drucker“ in die besten Krankenhäuser auf der ganzen Welt, und diese Verfahren werden nicht routinemäßig durchgeführt.“