Snart kan vi lage levende organer med 3-D-printer
Det lyder som noe fra en science fiction-historie: Såkalte tredimensjonale printere brukes for å lage proteser av armer og hender, kjeveben, implantater i ryggvirvelen – og i fremtiden kanskje også levende menneskelige kroppsdeler.
Mens deler som skrives ut for mennesker så langt har vært formet av plast, metall eller annet uorganisk materiale, har forskere i California og andre steder også begynt å printe levende vev. Målet er å bruke disse bioprinterne til å lage spesialtilpassede nyrer, lever og andre organer for folk som behøver transplantasjoner.
Det som er særlig gunstig med denne teknologien, ifølge tilhengerne, er at 3-D printere kan produsere kroppsdeler mye raskere og billigere enn andre metoder.
— Du kan fremstille ting for bare noen tiere i stedet for titusener av dollar, sier professor Paul Wang ved Stanford-universitetet.
Han er kardiovaskulær spesialist og ekspert på bioteknologi, og er blant dem som undersøker printerens potensiale når det gjelder proteser, knokkelerstatninger og andre deler til kroppen.
– Den har fullstendig åpnet grensene for hva som er mulig, sier han.
Les også:
3D-hjerter reddet livet til britisk toåring
Printet boligblokk i Kina
3-D-skrivere ble utviklet i 1980-årene av fysikeren Charles Hull, og de er tatt i bruk for å fremstille alt fra smykker, leker og våpen til smarttelefon-deksler, bildeler og deler til NASAs robotbil Mars Rover. I fjor konstruerte et kinesisk firma til og med en fem etasjers boligblokk av vegger og andre bygningsdeler som var trykket på en 3-D-printer.
Selv om prosessen varierer, omfatter 3-D-printing vanligvis bruk av et blekkskriver-lignende apparat som trykker lag på lag av substanser inn i former som er digitalt formet ved hjelp av designsoftware. Teknologien har vært brukt innen medisinen de siste årene, og leverer bemerkelsesverdige resultater. Folk som mangler lemmer eller lider av andre fysiske problemer er blitt utstyrt med printede hender, armer, skulderledd, hælben og deler til ryggraden, hofter, ansikter og hodeskaller, bare for å nevne noe.
Firmaet Bespoke Products i San Francisco lager 3-D-printer-«trekk» som passer rundt benproteser for å få dem til å se mer naturlige ut. Og en forsker som arbeider for softwarefirmaet Autodesk lærer opp spesialister fra Uganda til å printe andre typer benproteser for barn.
Les også:
Vil 3D-printe månebase
Et udekket behov
Men blant de mest ambisiøse drømmene for denne teknologien er at den kan produsere menneskelig vev som kan transplanteres, særlig organer som det er stor mangel på. Det sier Carlos Olguin, medlem i et forskerteam hos Autodesk, som har til oppgave å «se på livet som designmessig nybrottsland»
— Behovet for erstatningsorganer dekkes i mange tilfeller ikke i det hele tatt, sier han.
Et selskap som arbeider med dette problemet med Autodesks hjelp er Organovo i San Diego.
De bruker en kombinasjon av celler i noe som kalles «bio-blekk». Organovo har allerede 3-D printet blodkar og lunge- og brystsvulst-vev til bruk i laboratorie-studier av potensielle behandlingsmåter for kreft, Parkinsons sykdom og høyt blodtrykk i lungene.
Selv om firmaet ennå har til gode å tjene penger siden det ble stiftet i 2007, har det inngått samarbeid med flere forskningsinstitusjoner og farmasøytiske bedrifter, blant dem medisingiganten Hoffmann La Roche.
Russere vil printe skjoldbruskkjertel i år
Mange eksperter advarer om at det vil vise seg ekstremt vanskelig å printe levedyktige erstatningsorganer, særlig når det gjelder så komplekse organer som hjernen. Dessuten er det vanskelig å printe nettverket av blodkar som behøves for å forsyne organer med oksygen og næringsstoffer.
Ikke desto mindre sier forskere ved universitetet i Pennsylvania at de har funnet en måte å trykke slike nettverk, og et russisk selskap, 3-D Bioprinting Solutions, har lovet at de i år skal printe en skjoldbruskkjertel, som er snørt sammen av blodkar. Andre forskere er i ferd med å printe vev til bukspyttkjertelen som kan hjelpe til med å kontrollere diabetes, virus som angriper kreftceller og organmodeller som kirurgene kan øve seg på eller som kan brukes til å lage medisinske apparater.
Professor Shan X. Wang ved Stanford University, for eksempel, har laget en 3D-printet modell av hjertet sammen med en bitteliten dings som en dag kanskje kan krabbe gjennom et levende hjerte for å samle informasjon om organets helsetilstand eller drepe celler som skader det.
Hvor mye penger ligger det i markedet?
Forretningsrådgivere i selskapet Visiongain har anslått at det medisinske markedet for 3-D printing kan komme opp i fire milliarder dollar i 2018. Men Lux Research, som følger nye teknologier tett, har et mer konservativt anslag. De har vurdert det nåværende markedet til 25 millioner dollar i året, og regner med at næringen ikke vil komme opp i mer enn 638 millioner dollar i 2025.
— En av de største utfordringene for denne industrien vil bli å overbevise myndighetene om både tryggheten og effektiviteten ved å implantere bioprintet vev inn i mennesker, sier Anthony Vicari, som er forsker hos Lux.
— Det at forkjemperne for næringen tror at det vil være vanskelig å få godkjennelser fra reguleringsmyndighetene er blant hovedårsakene til at næringen bremses, sier han.
Å tiltrekke seg potensielle investorer kan være en annen hindring, tror Shaochen Chen, som er professor i nanonteknologi ved universitetet i California i San Diego.
Han eksperimenterer med 3-D-printere for å lage blodkar og et lever-lignende apparat som kan fjerne giftstoffer i blodet.Han tror riktig nok at det kan bli «big business» av bioprintingen, men ettersom det er et helt nytt felt, vil det ta tid før folk anerkjenner det som viktig.
Like fullt er mange oppmuntret av virkningen som 3-D printing allerede har innen helsevesenet.
Oversatt av Aasmund Willersrud.
