Ilmuwan Membuat Struktur Cetak 3D untuk Gantikan Pembuluh dan Saluran di Tubuh Manusia

Penelitian yang diterbitkan minggu ini di Advanced Materials menunjukkan bahwa teknik bio-printing 3-D memungkinkan fine-tuning dari properti tisu dicetak, seperti jumlah lapisan dan kemampuan untuk mengangkut nutrisi.

Jaringan-jaringan yang lebih kompleks menawarkan penggantian berpotensi layak untuk jaringan yang rusak, menurut penelitian.

“Pembuluh darah di dalam tubuh tidak seragam,” kata Zhang Yu, penulis senior studi tersebut dan seorang peneliti di Brigham and Women’s Hospital Department of Medicine. “Metode bio-pencetakan ini menghasilkan struktur tubular yang kompleks yang meniru mereka dalam sistem manusia dengan kesamaan yang lebih tinggi dari teknik sebelumnya.”

Para peneliti mencampur sel manusia dengan hidrogel, struktur fleksibel yang terdiri dari polimer hidrofilik dan mengoptimalkan kimia hidrogel untuk memungkinkan sel-sel manusia berproliferasi, atau “benih,” di seluruh campuran.

Selanjutnya, mereka mengisi cartridge bio-printer 3D dengan bio-ink. Mereka memasang bio-printer dengan nosel khusus yang memungkinkan mereka untuk terus mencetak struktur tubular dengan hingga tiga lapisan.

Gangguan seperti arteritis, atherosclerosis dan trombosis merusak pembuluh darah, dan jaringan urothelial dapat menderita lesi inflamasi dan anomali kongenital yang merusak, menurut penelitian ini.

Para peneliti menemukan bahwa mereka dapat mencetak jaringan yang meniru jaringan vaskular dan jaringan urothelial.

Mereka mencampur sel-sel otot polos urothelial dan kandung kemih manusia dengan hidrogel untuk membentuk jaringan urothelial. Untuk mencetak jaringan vaskular, mereka menggunakan campuran sel endotel manusia, sel otot polos dan hidrogel.

Tabung yang dicetak memiliki berbagai ukuran, ketebalan dan sifat.

Menurut Zhang, kompleksitas struktur jaringan bio-cetak sangat penting untuk kelangsungan hidup sebagai pengganti jaringan asli, karena jaringan alami kompleks.

Misalnya, pembuluh darah terdiri dari beberapa lapisan, yang pada gilirannya terdiri dari berbagai jenis sel.

“Tujuan kami adalah menciptakan struktur tubular dengan stabilitas mekanik yang cukup untuk mempertahankan diri di dalam tubuh,” kata Zhang.