Širdžių spausdintuvas

Japonijos mokslininko Makoto Nakamuros misija – priversti įprastą spausdintuvą gaminti žmogaus organus. Tokiame spausdintuve rašalo lašelius pakeistų gyvos ląstelės, kurias prietaisas sudėliotų į organą.

„Tai būtų panašu į didžiulio dangoraižio statybas mikroskopiniu masteliu, vietoje plieno sijų, cemento ir stiklo naudojant skirtingas ląsteles ir kitas medžiagas“, – sako M. Nakamura.

Galutinis Toyamos universiteto profesoriaus tikslas – išspausdinti pačią tikriausią žmogaus širdį. Kadangi ji būtų sudaryta iš paciento ląstelių, medikams nebereikėtų baimintis atmetimo reakcijos.

M. Nakamuros nuomone, tokiai technologijai sukurti jam gali prireikti apie 20 metų, tačiau pasiekimas leistų masiškai gaminti širdis pacientams, laukiantiems gyvybiškai svarbaus organo. Daug jų miršta, taip ir nesulaukę tinkamo donoro.

Technologija

Profesoriaus M. Nakamuros tikslas – sukurti efektyvią organų spausdinimo technologiją.

Visai kaip įprastinis spausdintuvas, širdims spausdinti skirtas prietaisas pirmiausia turi gauti nurodymus iš kompiuterio apie būsimo puslapio (šiuo atveju – organo) vaizdą. Tai padaroma supjaustant organo modelį horizontaliai: gauti „griežinėliai“ leidžia mokslininkams tiksliai matyti, kaip širdyje išsidėsčiusios ląstelės ir kokios jos yra.

Šiuos „griežinėlius“ galima įsivaizduoti kaip kompiuteryje matomus lapus su žodžiais, kuriuos spausdintuvas ir atkuria – tik ne rašalu ir ne ant popieriaus, o ląstelėmis ir į specialią terpę, kad jos nežūtų. Tokiu būdu, klodamas lapus vieną ant kito, spausdintuvas sukuria erdvinį organą.

Profesoriui jau yra pavykę išspausdinti milimetro skersmens cilindrą dvigubomis sienelėmis, kurias sudaro dviejų tipų ląstelės. Tokia struktūra yra panaši į trisluoksnius žmogaus kraujo kūnelius.

Atkaklumo vaisiai

M. Nakamura ilgus metus tyrinėjo dirbtines širdis, tačiau mechaniniai organai kol kas negali prilygti tikriems: jie negeba pasigaminti energijos, hormonų ar kovoti su infekcijomis.

Vieną dieną profesorius pastebėjo, kad spausdintuvų išpurškiami rašalo lašeliai yra maždaug tokio paties dydžio, kaip žmogaus ląstelės – apytiksliai vienos šimtosios milimetro dalies skersmens.

Taigi 2002 m. mokslininkas nusipirko „Seiko Epson“ spausdintuvą ir pabandė juo išspausdinti ląstelių. Tačiau prietaiso purkštukai užsikimšdavo.

Tada profesorius paskambino kompanijos klientų aptarnavimo skyriui ir paprašė padėti įgyvendinti savo sumanymą. Operatorė prašymą mandagiai atmetė.

Mokslininkas nepasidavė ir galiausiai pasiekė „Epson“ atstovą, kuris susidomėjo idėja ir sutiko paremti ją techninėmis priemonėmis.

Kitais metais M. Nakamura patvirtino, kad atspausdintos ląstelės išgyveno procesą ir tapo vienu pirmųjų mokslininkų pasaulyje, spausdintuvu sukūrusių erdvinę struktūrą iš gyvų ląstelių.

Kad ląstelės nesudžiūtų ir lengviau suformuotų trimatį objektą, mokslininkas jas laiko specialiame natrio mišinyje ir spausdina tiesiai į kalcio chlorido tirpalą.

Viltis

M. Nakamuros devizas paprastas: jei neužtenka organų, mokslininkai turėtų jų pagaminti.

Gydydamas vaikus, turinčius širdies problemų, pediatras greitai suvokė, kad dalis jų nereaguoja į įprastus gydymo metodus, o kitai daliai toks gydymas būtų pernelyg rizikingas.

„Tegalėdavau stebėti, kaip jie miršta, – prisimena mokslininkas. – Medikai negali jų gydyti būdais, neaprašytais vadovėliuose. Todėl įsikibau vilties, kad medicina progresuos ir ateityje išgelbės daugiau gyvybių.“

M. Nakamura tikisi, kad ląstelių spausdintuvai ilgainiui pajėgs dirbti ne tik su įprastomis, bet ir su kamieninėmis ląstelėmis, kurios leistų gaminti bet kokius naujus sveikus organus.