Żyjemy w czasach, w których możemy wydrukować niemalże wszystko. Podczas gdy kolejne modele drukarek 3D trafiają do obrotu komercyjnego, polska metoda drukowania 3D wątroby cieszy się niespodziewanym zainteresowaniem. Jan Witowski, kiedyś student, a dziś doktorant Wydziału Lekarskiego Uniwersytetu Jagiellońskiego udowadnia ze swoim zespołem, że w Polsce da się realizować nowatorskie rozwiązania. Ich infrastruktura, pozwalająca na wydruk 1:1 silikonowej wątroby konkretnego pacjenta, jest dzisiaj czymś wyjątkowym. Nie dość, że niezwykle innowatorskim, to jeszcze pożądanym bardziej, niż moc przerobowa zespołu Witowskiego.

Wątroba 3D – po co nam polska metoda drukowania 3D silikonowych organów?

Wątroba 3D silikon
Michał Stawowiak/Fokusmedia

Podczas rozważań nad drukowaniem obiektów 3D najczęściej pojawia się przekonanie, że obecny poziom drukowania materii nieożywionej osiągnęliśmy jako ludzkość w stopniu doskonałym. Posiadając odpowiednie schematy, wzorce, jesteśmy w stanie wydrukować dowolny przedmiot lub złożyć go z przygotowanych części. Inaczej jednak wygląda sytuacja w przypadku tkanek organicznych. Kamieniem milowym z pewnością będzie drukowanie żywych narządów, które nadawać się będą do przeszczepów. Tego typu kroki już są czynione, nawet z pozytywnym rezultatem. Jeśli więc postęp medycyny pozwala rozwijać się w kierunku drukowania materii ożywionej, skąd chęć do druku 3D silikonowej wątroby?

Nie przegap
Wywiad z CEO realme w Europie – Madhav Sheth zapowiada zmiany
Madhav Sheth
Nowy wiceprezes oraz CEO realme w Europie i Indiach, czyli Madhav Sheth, znalazł chwilę czasu dla nas i zgodził się odpowiedzieć na kilka pytań. Ostatnie dni dla marki były wyjątkowo zajęte, bo firma po raz pierwszy pojawiła się na międzynarodowych targach IFA w Berlinie. W związku z tym postanowiliśmy porozmawiać o planach na przyszłość, rozwoju […]

Zobacz też: Biopaliwo w 2025 roku stanie się rentowne

Przede wszystkim trzeba powiedzieć jasno, że sztuczna produkcja organów do przeszczepu to wciąż futurystyczne marzenie. To nie oznacza oczywiście, że nie należy starać się czynić postępów z rozmnażaniem komórek macierzystych, z których następnie możliwe jest wydrukowanie narządu. O wiele więcej jednak dobrego można zrobić jeszcze wciąż w rozwoju samej technologii 3D. Silikonowa wątroba to nie tylko dowód na to, że człowiek potrafi już odtworzyć 1:1 narząd ludzki. Taki produkt to także niesamowicie przydatne i precyzyjne narzędzie do zaplanowania operacji.

Do tej pory najbardziej wiarygodnym wzorcem używanym przez lekarzy przed operacją była tomografia i rezonans magnetyczny. Zastąpienie jej silikonową wątrobą pacjenta (wraz z wszystkimi jej unikalnymi właściwościami i wadami), pozwala znacznie lepiej zaplanować proces operacji. Dla przykładu, zdaniem Jana Witowskiego, różnica jest podobna do korzystania z mapy papierowej lub z rozwiniętej aplikacji korzystającej z GPS. To tak, jakby lekarz mógł wyjąć sobie organ pacjenta i dokładnie go obejrzeć, analizując wszystkie problemy. Efekt takiego technologicznego postępu jest jeden — niemalże w stu procentach zaplanowana operacja.

Model wątroby 3D pożądany bardziej, niż możliwości przerobowe

tomografia

Jak wskazuje Jan Witowski, zainteresowanie drukiem 3D jego zespołu wykazuje wielu lekarzy w całej Polsce. Niestety, na obecnym etapie, nie jest możliwe wydrukowanie silikonowej wątroby dla każdego pacjenta. Co prawda Witowski uzyskał tzw. Diamentowy Grant (najwyższy grant MNiSW) na rozwój badań, to jednak tylko kropla w morzu potrzeb. Prowadzenie badań nad rozwojem tej infrastruktury to jedno. Oprócz tego naukowcy muszą się także liczyć z kosztem materiałów potrzebnych do druku 3D. A i tak obecne szanse na obniżenie kosztów produkcji przy pomocy polskiej metody drukowania 3D są ogromne. Wcześniej plastikowa wersja wątroby kosztowała nawet kilkanaście tysięcy złotych (dziś poniżej tysiąca złotych). Do tego, jak zapowiada zespół Jana Witowskiego, to dopiero początek.

W tym momencie prowadzimy badania, które sprawdzą, jak duże znaczenie kliniczne ma zastosowanie naszych modeli. Poza tym, rozpoczęliśmy współpracę z kolejnymi krakowskimi oddziałami i drukujemy modele tętniaków i serc. Swoje zainteresowanie wykazują też ośrodki spoza Polski, między innymi jesteśmy w kontakcie z chirurgami z Australii i Stanów Zjednoczonych. Dodam jeszcze, że nasze plany nie ograniczają się do druku 3D – będziemy sprawdzać inne nowe technologie i to, jak mogą zmieniać na lepsze leczenie chorych.

Jan Witowski, Collegium Medicum UJ / www.NAUKA.uj.edu.pl

Polska metoda drukowania 3D może przysłużyć się do spopularyzowania stosowania silikonowych modeli wszystkich organów człowieka. Już teraz ten sposób przewyższa konkurencyjne rozwiązania pod względem kosztów o kilkaset procent. Możliwe, że w przyszłości takie modele przysłużą się także do drukowania narządów z żywych tkanek. Póki co jednak zespół pracuje nad maksymalną opłacalnością operacji — i jak najszybszemu wprowadzeniu metody do szerszego obrotu.

Jakie są szanse na druk 3D żywych organów?

Olbrzymie. Zdaniem naukowców już w tej dekadzie będziemy w stanie przeszczepiać najmniejsze sztuczne organy. Rozwój tej dziedziny będzie też generować kolejne problemy natury moralnej. Jeżeli będziemy w stanie zastąpić dawców organów drukarkami 3D, wkrótce pojawi się pomysł na zbudowanie ze sztucznych tkanek całego organizmu. Chociaż obecnie druk cyborga możemy schować sobie między literaturę Stanisława Lema, należy mieć świadomość, że czynimy jako ludzkość coraz większe postępy także w tej materii. Jakiś czas temu udało się na przykład sklonować małpę — makakę. Oznacza to, że organizm najbardziej zbliżony biologicznie do ludzkiego, udało się powielić z pozytywnym skutkiem. Dano tym samym życie organizmom, które są wobec siebie identyczne.

makaki-małpy-klonowanie

Zobacz też: Fosforen ma szansę zastąpić Grafen

W październiku ubiegłego roku udało się przeszczepić małpom gen człowieka odpowiedzialny za regulację snu. Za pomocą zmodyfikowanego wirusa zdołano wprowadzić odpowiednią substancję do mózgu. Zadziałała — małpy zaczęły się zachowywać inaczej — i spać w zupełnie innych godzinach. Wykazano też zwiększony poziom aktywności mózgu.

Tego typu badania to oczywiście spore odejście od tematu samego drukowania organów w 3D. Dotyczą jednak podobnego problemu postawienia granicy (jeżeli taka w ogóle istnieje) wobec procesów nad tkanką ludzką.

Zobacz też: Fuzja jądrowa coraz bliżej: Sztuczne gwiazdy przyszłością energetyki

Oczywiście drukowanie żywych organów, utworzonych uprzednio przy pomocy materii zbudowanej z tkanek macierzystych, jest potrzebne. Tak samo jak klonowanie, które może służyć ludzkości na bardzo wielu polach. Tempo rozwoju tych dziedzin wciąż jest niskie. Chociaż sam fakt tego, że powstaje na ich temat tego typu artykuł, pokazuje, że nowa technologia jest już tuż-tuż za drzwiami. Z wielkim optymizmem patrzę na polskie projekty drukowania 3D. Na razie silikonowe. Jestem jednak w stanie się założyć, że przyczynią się w znacznym stopniu, do opanowania materii żywej w przyszłości.

Ależ ten świat przyspiesza!

Źródło: Podcast #93 Nauka XXI wieku, www.NAUKA.uj.edu.pl




Jędrzej Markiewicz

Konferansjer, trener wystąpień publicznych, felietonista.Oby-niedługo magister Dziennikarstwa i Komunikacji Społecznej UAM w Poznaniu.