https://frosthead.com

Satu Telinga Buatan Dibina Dengan Pencetak 3D dan Sel Hidup Rawan

Percetakan 3D adalah berita besar: Semasa ucapannya di Union Union, Presiden Obama menyeru pelancaran hab pengeluaran berpusat di sekitar percetakan 3D, pada awal minggu ini, kita melihat kelahiran salah satu aplikasi yang paling suka teknologi ini, 3D Doodler, yang membolehkan anda menarik objek plastik padu dalam 3 dimensi.

Semalam, doktor dan jurutera Cornell mempersembahkan penggunaan teknologi yang agak berbeza: telinga tiruan yang terbuat dari sel hidup, dibina menggunakan teknologi percetakan 3D. Produk mereka, yang diterangkan dalam satu kertas yang diterbitkan dalam PLOS ONE, direka untuk membantu kanak-kanak yang dilahirkan dengan kecacatan kongenital yang meninggalkan mereka dengan telinga luar yang kurang berkembang, seperti microtia.

Prostes-yang boleh menggantikan bahan tiruan yang digunakan sebelum ini dengan tekstur seperti styrofoam, atau penggunaan tisu rawan yang dituai dari tulang rusuk pesakit-adalah hasil daripada proses multistep.

Pertama, penyelidik membuat perwakilan 3D digital telinga pesakit. Untuk prototaip mereka, mereka mengimbas telinga pediatrik yang sihat, tetapi secara teorinya, mereka mungkin akan dapat mengimbas telinga yang utuh di sisi lain kepala pesakit-jika microtia mereka hanya menjejaskan salah satu telinga mereka-dan membalikkan imej digital, membolehkan mereka mencipta replika telinga yang sihat.

Seterusnya, mereka menggunakan pencetak 3D untuk menghasilkan acuan plastik padat dengan bentuk tepat telinga dan mengisinya dengan gel kolagen berkepadatan tinggi, yang mereka gambarkan mempunyai konsistensi serupa dengan Jell-O.

Pencetak 3D mencipta acuan plastik untuk perancah kolagen telinga. Pencetak 3D mencipta acuan plastik untuk perancah kolagen telinga. (Imej melalui Lindsay France / Cornell University Photography) Telinga kolagen Satu telinga kolagen, yang akan dibiakkan dengan sel rawan hidup dan ditanam di bawah kulit. (Imej melalui Lindsay France / Cornell University Photography)

Selepas percetakan, para penyelidik memperkenalkan sel rawan ke dalam matriks kolagen. Untuk prototaip, mereka menggunakan sampel tulang rawan yang dituai dari lembu, tetapi mereka mungkin boleh menggunakan sel-sel dari tulang rawan di tempat lain di dalam tubuh pesakit sendiri dalam amalan.

Sepanjang beberapa hari dalam hidangan petri yang dipenuhi dengan khasiat, sel-sel rawan membiak dan mula menggantikan kolagen. Selepas itu, telinga boleh disambungkan secara surgikal kepada manusia dan ditutup dengan kulit, di mana sel rawan terus menggantikan kolagen.

Setakat ini, pasukan hanya menanamkan telinga tiruan di bawah kulit di bahagian belakang tikus makmal. Selepas 3 bulan melekat pada tikus, sel rawan telah menggantikan semua kolagen dan diisi seluruh telinga, dan prostetik mengekalkan bentuk dan saiz asalnya.

Dalam satu kenyataan akhbar, pengarang bersama Jason Spector mengatakan bahawa menggunakan sel sendiri pesakit akan mengurangkan kemungkinan badan menolak implan selepas pembedahan. Lawrence Bonassar, seorang penulis lain, menyatakan bahawa sebagai tambahan kepada kecacatan kongenital, prostesis juga boleh menjadi berharga bagi mereka yang kehilangan telinga luar mereka akibat kanser atau kemalangan. Sekiranya digunakan untuk kanak-kanak dengan microtia, telinga tidak akan tumbuh bersama dengan kepala dari masa ke masa, jadi penyelidik mengesyorkan menunggu implan salah satu daripada prostesis mereka sehingga pesakit berusia 5 atau 6 tahun, apabila telinga biasanya tumbuh lebih daripada 80 peratus daripada saiz dewasa mereka.

Kelebihan terbesar teknologi baru terhadap kaedah sedia ada adalah fakta bahawa proses pengeluaran dapat disesuaikan, sehingga suatu hari nanti dapat menghasilkan telinga yang sangat realistis untuk setiap pesakit pada skala waktu yang cepat. Para penyelidik sebenarnya telah melancarkan prosesnya sejak menjalankan eksperimen yang termasuk dalam kajian itu, mengembangkan keupayaan untuk mencetak telinga secara langsung dengan menggunakan kolagen sebagai "dakwat" dan melewatkan membuat acuan.

Masih terdapat beberapa masalah untuk menangani, walaupun. Kini, mereka tidak mempunyai cara untuk menuai dan menanam rawan pesakit pediatrik yang cukup untuk membina telinga, sebab itu mereka menggunakan sampel dari lembu. Di samping itu, ujian masa depan diperlukan untuk membuktikan bahawa implantasi pembedahan adalah selamat untuk manusia. Pasukan itu mengatakan bahawa mereka bercadang untuk menangani isu-isu ini dan boleh mengendalikan implan pertama telinga seperti manusia pada 2016.

Satu Telinga Buatan Dibina Dengan Pencetak 3D dan Sel Hidup Rawan