Ovce z 3D tiskárny

M use s umělým vaječníkem dávají světu zdravé potomky

Umělé vaječníky mohou obnovit plodnost sterilizovaných myší. © magicmine / thinkstock
číst nahlas

Naděje pro neplodné ženy: vědci vytvořili umělé vaječníky z 3D tiskárny. Použitím těchto bioprotéz mohli dokonce obnovit plodnost sterilizovaných myší. Bylo to možné, protože umělá tkáň umožňovala vysokou míru přežití použitých oocytů a hormonálních buněk. Dobrá kompatibilita náhrady vaječníků je způsobena její zvláštní strukturou, uvedli vědci v časopise Nature Communications.

Po dlouhou dobu 3D tisk dorazil do medicíny. Kromě zubních protéz nebo umělých kyčelních kloubů se vyvíjejí lékařské silikonové implantáty - a dokonce funkční, výzkumníci na lidské kůži již vytvořili pomocí 3D tisku. Lékaři kolem Monica Laronda z Northwestern University v Illinois nyní publikovali studii o jiné lékařské aplikaci: tuto technologii použili k produkci vaječníků, jejich naplnění nezralými vajíčky a jejich implantaci do sterilizovaných myší.

Biokompatibilní inkoust

Jako „inkoust“ vědci použili želatinu - materiál, který je bezpečný pro použití v lidském těle. Požadavky na vlastnosti inkoustu byly vysoké: Pro tiskový proces musela být kapalina. Na druhou stranu by měl být v konečném stavu dostatečně silný, aby s ním mohl chirurgicky manipulovat - na druhé straně by měl být dostatečně porézní, aby se mohl přirozeně absorbovat v těle a pronikat krevními cévami.

„Většina hydrogelů je velmi křehká, protože jsou většinou voda. Proto se struktury, které z nich byly vytvořeny, často shodují, “vysvětluje kolega Laronda Ramille Shah. "Ale našli jsme teplotu pro zpracování inkoustu, kde je želatina stabilní, nespadá a lze ji použít k vytvoření více vrstev materiálu."

V závislosti na úhlu mezi tkáňovými vlákny umělého vaječníku zaujímají folikuly rohy (30 a 60 stupňů) nebo hrany (90 stupňů) pórů. Míra přežití folikulů byla nejnižší v 90ti stupňových geometriích. Onda Laronda a kol., Nature Communications / CC-by-sa 4.0

Tkáňová struktura určuje přežití

Není nic nového vytvářet plodné myši počátkem vajíček nebo umělých vaječníků. Laronda a její kolegové jsou však první, kdo používá technologii 3D tisku. Zjistili, že je velmi důležité, v jakém úhlu jsou textilní vlákna jednotlivých vrstev nanášena na sebe. zobrazit

Šance na přežití vložených vajíček byly tedy zvláště vysoké, když byl úhel mezi tkáněmi 30 nebo 60 stupňů. Poté se buňky usadily převážně v rozích pórů mezi vlákny. V 90stupňovém vzorci však byla míra přežití oocytů, které pak stále více seděly na okrajích čtvercových pórů, výrazně nižší.

Vlastní potomci

Optimalizovaná struktura tkáně se správnou geometrií a velikostí pórů usnadňuje kolonizaci buněk těla umělým vaječníkem. Pouze pokud tato kolonizace uspěje, mohou se na umělých vaječnících vytvořit krevní cévy, produkce přirozeného hormonu se uvede do pohybu a oocyty se úspěšně zrají. Hlodavci, kde to fungovalo, později porodili své potomky a dokonce produkovali mateřské mléko, jak uvádí tým.

„Toto je první studie prokazující, že jemná struktura umělých vaječníků způsobuje rozdíl v přežití vaječníkových folikulů, “ říká Shah. Výhoda technologie 3D tisku spočívá v tom, že geometrie jednotlivých vrstev může být při tomto procesu specificky řízena.

Od myší k lidem?

Velkým cílem týmu do budoucna je realizovat umělé vaječníky i pro lidské pacienty, kteří se stali neplodnými, například po rakovině. Ale je ještě dlouhá cesta. Protože výsledky laboratorních testů u myší nelze jednoduše přenést na člověka. Struktura a poréznost tištěné tkáně musí být zcela přizpůsobena od základů, kvůli větším lidským oocytům, říkají vědci. (Nature Communications, 2017; doi: 10.1038 / NCOMMS15261)

(Severozápadní univerzita, Illinois, 17. května 2017 - CLU)