Wake Forest'i regeneratiivmeditsiini instituudi teisel korrusel, mitte kaugel liftipangast, on pleekinud trükiste kogu, mis kujutavad meditsiiniajaloo suuri hetki. Ühes hoiab iidne Babüloonia apteeker ravimite viaali. Veel näitab Kreeka arst Hippokrates patsientide kasutamist viiendal sajandil eKr. Väljavõtted pani arstidele poole sajandi eest välja ravimifirma Parke-Davis, kes nimetas neid ajaloolise esiletõusurullina. Kuid nende kohalolekut Wake Forestis, kus asub võib-olla suurim meditsiiniliste futuristide koondumine planeedil, pole raske lugeda kui viimast nalja: Kas te suudate uskuda, kui kaugele me oleme jõudnud?
Sellest loost
Ajastu põlvkond
OstaKui külastasin instituuti, vanas Põhja-Carolina tubakalinnas Winston-Salemis, möödusin õhkõrnadest laboritest, kus valge kattega töötajad libistasid edasi edasi-tagasi üle plaaditud põranda. Ühel laual, mis on justkui kunstinäituse jaoks paigutatud, asetage neeru veenide ämblikuvõrgud, mis on valmistatud violetse ja indigo tooni ning puuvillakommidega. Saali all hüppas masin juhuslikke elektrivoolusid läbi kahe lihaskõõluse komplekti, millest üks lõigati rotilt, teine aga biomaterjalidest ja rakkudest.
Teadlane nimega Young-Joon Seol kohtus minuga toa ukse ees, millel oli silt "Bioprinting". Toalusekarvaline ja plastikraamiga prille kandev Young-Joon kasvas üles Lõuna-Koreas ja õppis Pohangi ülikoolis masinaehituse alal. Wake Forestis on ta osa grupist, mis teeb koostööd labori tellimusel ehitatud bioprinteritega, võimsate masinatega, mis töötavad sarnaselt standardsete 3D-printeritega: objekt skaneeritakse või kujundatakse modelleerimistarkvara abil. Seejärel saadetakse need andmed printerisse, kes kasutab süstlaid järjestikuste mantlite moodustamiseks, kuni ilmub kolmemõõtmeline objekt. Traditsioonilised 3D-printerid töötavad tavaliselt plasti või vaha valmistamisel. "Mis siin teisiti on, " sõnas Young-Joon, prilliklaasil nina üles toppides, "kas meil on võime printida midagi elusat."
Ta näitas masinat paremal. See sarnanes mööduvalt ühele neist küünisemängudest, mida leiate maantee puhkepeatustest. Raam oli raskemetall, seinad läbipaistvad. Sees oli kuus süstalt järjest. Ühes hoiti bioühilduvat plastikut, mis trükkimisel moodustaks trükitud inimese elundi või kehaosa karkassi, peamiselt luustiku, põimiku. Teised võiksid nende kasvu soodustamiseks täita geeli, mis sisaldab inimese rakke või valke.
Atala kaldub eritellimusel ehitatud 3D-bioprinteri vastu. Seitsekümmend neli protsenti ameeriklastest arvavad, et biogenereeritud elundid on tehnoloogia "otstarbekohane kasutamine". Eeldatakse, et meditsiinikeskustes kasutatavate 3D-printerite arv kahekordistub järgmise viie aasta jooksul. (Jeremy M. Suur) 
Tulevikus loodab instituut idanema selliste printeritega tehtud tellingutele, kus on elusrakud, et toota siirdatavaid kehaosi. (Jeremy M. Suur) 
Tehnoloogias, mida nimetatakse keha kiibil, kasutavad teadlased nelja väikesemahulist laboritehnoloogial töötatud organit punastel kiipidel, mis on ühendatud vereasendajat ringlevate torudega, et testida patogeenide, ravimite ja kemikaalide mõju inimkehale. (Jeremy M. Suur) 
Kõrv on üks esimesi struktuure, mida laborid on püüdnud omandada hüppelauana keerukamate poole. (Jeremy M. Suur) 
Eritellimusel valmistatud 3D-bioprinter töötab koos bioühilduva plastiga, et moodustada tellingute blokeeriv struktuur. (Jeremy M. Suur) 
"Kummitus" siga süda, mille koorid olid riisunud. Mõned teadlased loodavad selliseid elundeid inimestele siirdada pärast nende külvamist inimese rakkudega. (Texase Südame Instituut) 
Wake Forest'i taastava meditsiini instituudi teadlased loovad alumise näo ja parema kõrva jaoks karkassid - peamiselt luustikud. (Jeremy M. Suur) 
Lõpuks muutuks 3D-printeril tehtud objekt sama palju patsiendi keha kui elund, millega inimene sündis. (Jeremy M. Suur) 
Seade, millega ühel päeval võidakse ravimeid testida, tsirkuleerib vereasendajat pisikestele laboris kasvatatud organoididele, mis jäljendavad südame, maksa, kopsude ja veresoonte funktsiooni. (Jeremy M. Suur) Kui tellingut trükitakse, trükitakse kavandatud patsiendi rakud tellingutele ja nende sisse; struktuur asetatakse inkubaatorisse; rakud paljunevad; ja põhimõtteliselt implanteeritakse objekt patsiendile või patsiendile. Aja jooksul saab objekt patsiendi keha sama palju kui elundid, millega ta sündis. "Igatahes on see lootus, " sõnas Young-Joon.
Young-Joon oli programmeerinud ühe printeri alustama inimese kõrva jaoks tellingute loomise protsessi ning tuba täitis lohutav elektrooniline trumm, mille purustas ainult juhuslik printeri hõng - seda hoidva suruõhu vabastamine töötavad. Läbi klaaskorpuse vaadates nägin, kuidas tellingud tekkisid kraadide kaupa - väikesed, õrnad, äärmiselt kõrvataolised . Kuna protsessi lõpuleviimine võttis tunde, andis Young-Joon mulle kätte valmis versiooni. See oli kerge; see puhkas mu peopesal nagu liblikas.
Kõrva väline struktuur on üks esimesi struktuure, mida Wake Metsa instituut (ja muud uurimiskeskused) on proovinud omandada kui hüppelauda keerukamate poole. Wake Forest'i töötajatel on katseloomadele siirdatud bioprinditud nahk, kõrvad, luud ja lihased, kus nad kasvasid edukalt ümbritsevasse koesse.
Bioprintimise evangelistide jaoks, kes suurenevad - meditsiiniasutustesse saadetavate 3D-printerite arv eeldatavasti kahekordistub järgmise viie aasta jooksul - on katsetused alles nüüd tähelepanu keskmes oleva maailma kuulutaja: maailm, kus patsiendid tellige oma keha jaoks varuosi samamoodi, nagu nad tellisid oma Chevy jaoks asenduskarburaatori.
"Mõelge sellele nagu Delli mudel, " ütles laste uroloog ja instituudi direktor Anthony Atala, viidates arvutiettevõtte kuulsale "otsesele" suhte mudelile tarbija ja tootja vahel. Istusime Atala kabinetis uurimiskeskuse neljandal korrusel. „Teil oleks ettevõtteid, kes eksisteerivad rakkude töötlemiseks, konstruktsioonide loomiseks ja kudede loomiseks. Teie kirurg võib võtta CT-uuringu ja koeproovi ning saata selle ettevõtte juurde, ”rääkis ta. Nädal või enam hiljem jõuab elund FedExi kaudu steriilsesse anumasse, mis on siirdamiseks valmis. Presto, vahetus : uus minust - teist - tellitud.
"Huvitav on see, et tõelisi kirurgilisi väljakutseid ei ole, " sõnas Atala. "Teil on vaja ületada ainult tehnoloogilised tõkked, et veenduda, kas kootud kude töötab õigesti."
Läheneme “lihtsate” elunditega nagu nahk, väliskõrv ja tuubusarnane hingetoru. Samal ajal ei saa Atala aidata, vaid uurida, mis võiks järgmisena tulla. Oma kõige imetlusväärsemana meeldib talle kujutada endast tohutut bioprinditööstust, mis suudaks vändata välja suuri ja keerukaid organeid, ilma milleta keha puruneks, nagu maks või neer. Tööstusharu, mis võiks muuta traditsioonilised siirdamised - oma pika, sageli saatusliku ooteaja ja pidevalt esineva ohu tagasilükkamise riskiga - täiesti vananenuks.
See oleks täielik meditsiiniline revolutsioon. See muudaks kõik. Ja kui tal on õigus, siis Wake Forest koos nurruvate bioprintide ja lihavate kõrvade ning mitmevärviliste veenide ja arteritega võiksid olla seal, kus kõik algab.
Idee, et purustatud tükk meist võib asendada tervisliku või kellegi teise tüki, ulatub sajandeid tagasi. Väidetavalt kinnitasid kirurgide kaitsepühad Cosmas ja Damian hiljuti surnud Etioopia moori jala valgele Roomale kolmandal sajandil pKr - teema, mida kujutasid arvukad renessansi kunstnikud. 20. sajandiks oli meditsiin lõpuks hakanud kujutlusvõimele järele jõudma. Aastal 1905 lõikas silmaarst Eduard Zirm vigastatud 11-aastaselt poisilt sarvkesta ja emigreeris selle 45-aastase Tšehhi talutöötaja kehasse, kelle silmad olid lubja kallamise ajal kahjustatud. Kümmekond aastat hiljem teostas Sir Harold Gillies, keda mõnikord kutsuti plastilise kirurgia asutajaks, I maailmasõja ajal Suurbritannia sõduritele nahapookimist.
Kuid suurema elundi - inimfunktsiooniks elundi - esimene edukas siirdamine toimus alles 1954. aastal, kui Massachusettsi osariigis asuv 23-aastane Ronald Herrick kinkis ühe oma tervislikest neerudest oma kaksikvennale Richardile. kes kannatas kroonilise nefriidi all. Kuna identsed Herricki kaksikud jagasid sama DNA-d, oli Peter Bent Brighami haigla (täna tuntud kui Brigham and Women) kirurg Joseph Murray veendunud, et ta leidis elundi hülgamisprobleemi ümberkorralduse.
Oma autobiograafias "Hinge kirurgia" meenutas Murray võidukäigu hetke. “Operatsioonitoas toimus kollektiivne müra, kuna eemaldasime klambrid õrnalt doonori neeru külge kinnitatud anumatelt. Verevoolu taastumisel hakkas Richardi uus neer vihastama ja muutuma roosaks, ”kirjutas ta. “Ümberringi olid naeratused.” Herricsiga oli Murray osutunud meie bioloogilise lühinägelikkuse oluliseks punktiks - arusaam, mis juhib niivõrd suurt osa tänapäevasest tipptasemel biotehnoloogiast: Patsiendi enda geneetilise materjali kasutamine ei asenda.
Kuna kirurgiateadus arenes koos immunosupressiivse raviga, mis võimaldas patsientidel võõraid elundeid vastu võtta, sai reaalsuseks see, mis kunagi tundus kõik, välja arvatud haardeulatus. Esimene edukas kõhunäärme siirdamine viidi läbi 1966. aastal, esimene südame ja maksa siirdamine 1967. aastal. Kongress oli 1984. aastaks vastu võtnud riikliku elundisiirdamise seaduse, mis lõi riikliku registri elundite sobitamiseks ja püüdis tagada doonororganite õiglase jaotuse. . Terve riigi haiglates levitasid arstid uudiseid nii õrnalt kui võimalik - pakkumine lihtsalt ei vasta nõudlusele, peate jääma järele - ja paljudel juhtudel jälgisid nad patsientide surma, oodates, et nende nimed linnukesega märgiksid . nimekirja tipus. See põhiprobleem pole kuhugi kadunud. USA tervishoiu- ja inimteenuste osakonna andmetel sureb ainuüksi selles riigis iga päev elundit oodates 21 inimest. “Minu jaoks polnud nõudmine abstraktne asi, ” rääkis Atala mulle hiljuti. “See oli väga reaalne, südantlõhestav ja ajas mind minema. See ajendas meid kõiki uusi parandusi otsima. ”
57-aastane Atala on õhuke ja kergelt sirgete õlgadega, šokeeritud pruunide juuste ja kerge vaevaga - ta julgustab kõiki teda Tonyks kutsuma. Peruus sündinud ja Floridas üles kasvanud Atala teenis Louisville'i ülikoolis MD ja uroloogia eriala. 1990. aastal sai ta kaheaastase stipendiumi Harvardi meditsiinikooliga. (Täna blokeerib ta Wake Forestis vähemalt ühe päeva nädalas patsientide nägemise.) Harvardis liitus ta uue noorte teadlaste lainega, kes arvasid, et elundidoonorite puuduse üks lahendus võib olla laboris loomine, varuosade.
Nende esimeste suurte projektide hulgas oli proovida kasvatada inimese põit - suhteliselt suurt organit, kuid õõnsat, oma funktsioonilt üsna lihtsat. Ta kasutas õmblusnõela abil biolaguneva tellingu käsitsi kokkuõmblemiseks. Hiljem võttis ta potentsiaalse patsiendi põiest ja kuseteedest uroteelirakud ning paljundas need laboris, seejärel pani ta rakud struktuurile. “See oli nagu kihilise koogi küpsetamine, ” rääkis Atala. “Tegime seda ühe kihina korraga. Ja kui meil olid kõik rakud külvatud, panime nad seejärel inkubaatorisse tagasi ja lasime sellel keeda. ”Mõne nädala jooksul tekkis väike valge orb, mis ei olnud päris nii erinev.
Aastatel 1999–2001 siirdati pärast koertega tehtavaid katseid seitsmele noorele patsiendile eritellimusena kasvatatud põied spina bifida käes kannatavale kurnavale haigusele, mis põhjustas nende põie ebaõnnestumist. 2006. aastal kuulutas Atala Lancetis ilmunud paljuütlevas lehes, et seitsme aasta pärast töötasid biogenereeritud põied märkimisväärselt hästi. See oli esimene kord, kui laboris kasvatatud elundeid siirdati inimestele edukalt. "See on üks väike samm meie suutlikkuses kahjustatud kudede ja elundite asendamisel edasi liikuda, " ütles Atala toona pressiteates, kajastades Neil Armstrongi sõnu. See oli esinduslik näide ühest Atala esmasest kingitusest. Nagu ütles mulle Massachusettsi üldhaigla regeneratiivse meditsiini keskuse direktor ja Harvardi tüvirakkude instituudi kaasdirektor David Scadden, on Atala „alati olnud visionäär. Ta on alati olnud üsna julge ja üsna tõhus teaduses tähelepanu juhtimiseks. ”
Kusepõie oli oluline verstapost, kuid patsientide nõudluse osas ei olnud need eriti kõrged. Lisaks võib USA toidu- ja ravimiameti poolt sellisteks protseduurideks vajalik mitmeastmeline heakskiitmisprotsess võtta aega. Tänapäeval pole Atala toodetud põied veel laialdaseks kasutamiseks nõusolekut saanud. "Kui mõtlete regeneratiivsele meditsiinile, peate mõtlema mitte ainult sellele, mis on võimalik, vaid ka sellele, mida vaja on, " rääkis Atala. "Sa pead mõtlema:" Mul on ainult nii palju aega, nii et mis avaldab võimalikult suurt mõju elule? ""
Atala jaoks oli vastus lihtne. Umbes kaheksa siirdatud patsientide nimekirja kümnest vajab neeru. Värske hinnangu kohaselt ootavad nad doonorit keskmiselt neli ja pool aastat, sageli tõsise valu käes. Kui Atala tõesti tahtis elundipuuduse kriisi lahendada, polnud selle ümber minna: ta oleks pidanud neerudega hakkama saama.
Alates 3D-printimisest sai alguse 1980. aastate alguses, kui seda käsitleti suures osas prototüüpide ehitamiseks mõeldud tööstuslikuks tööriistaks. See on kasvanud mitme miljardi dollari väärtuses tööstuseks, mille potentsiaalsed rakendused on aina laienemas, alates disainijalatsidest kuni hambakroonideni. omatehtud plastpüstoliteni. (Tänapäeval võite sisse astuda elektroonikapoodi ja osta vähem kui 500 dollari eest kaasaskantavat 3D-printerit.) Esimene meditsiiniteadlane, kes tegi hüppe elusolendisse, oli Thomas Boland, kes Clemsoni ülikooli bioinseneri professorina Lõuna-Carolina esitas 2003. aastal patendi kohandatud tindiprinteri jaoks, mis suudab trükkida inimese rakke geelisegus. Peagi tegid Atala-sugused teadlased oma masina versioonidega tutvust.
Atala jaoks oli bioprintimise lubadusel kõik ulatusega seotud. Ehkki ta oli laboris edukalt kasvatanud elundi ja siirdanud selle inimesele, oli protsess uskumatult aeganõudev, täpsus puudus, reprodutseeritavus madal ja inimlike eksimuste võimalus kõikjal olemas.
Wake metsas, kus Atala sai instituudi asutajaliikmeks 2004. aastal, hakkas ta katsetama naha, luude, lihaste, kõhre ja, mis kõige tähtsam, neerustruktuuride trükkimist. Mõne aasta jooksul oli ta oma arengus piisavalt kindel, et seda näidata. Atala pidas 2011. aastal TED-vestluse biotehnoloogiliste organite tuleviku teemal, mida on sellest ajast alates vaadatud üle kahe miljoni korra. Kandes plisseeritud khakisid ja viisakalt triibulist nööbist särki, rääkis ta elundipuuduse põhjustatud „suuremast tervisekriisist”, osaliselt meie pikema eluea tagajärjel. Ta kirjeldas meditsiinilisi väljakutseid, mille uuendused ja koerte laboritööd kokkuvõtlikult vallutasid: parimate biomaterjalide väljatöötamine, mida saab kasutada tellingutes, õppimine, kuidas kasvatada elukohaspetsiifilisi rakke väljaspool inimkeha ja hoida neid elus. (Mõningaid rakke, nagu pankrease ja maksa rakke, oli ta selgitanud, oli kangekaelselt keeruline kasvatada.)
Ja ta rääkis bioprintimisest, näidates videot mõnel oma laboris töötavast printerist ja paljastanud seejärel laval printeri, kes ehitas roosakas sfäärilist eset. Jutu lõpus jõudis üks tema kolleegidest välja suure keeduklaasi, mis oli täidetud roosa vedelikuga.
Sel ajal kui rahvas vaikuses istus, ulatus Atala keeduklaasi ja tõmbas välja selle, mis näis olevat limane, ülepaisutatud uba. Meisterliku showmeisterlikkuse väljapanekul hoidis ta eset oma tassitud kätes edasi. "Tegelikult näete neeru sellisena, nagu see täna oli trükitud, " ütles ta. Rahvas tungis spontaanse aplausi alla. Järgmisel päeval tõmbas traadiuudiste organisatsioon Agence France-Presse laialt levinud artiklisse, et Atala on trükinud masinale “päris neeru”, mis “elundisiirdamisel ei vaja doonoreid”.
Tulevik oli tulemas.
Ja siis polnud.
Tegelikult polnud see, mida Atala laval hoidis, töötav inimese neer. See oli inerts, äärmiselt detailne mudel, maitses seda, mida ta lootis, ja arvas, et bioprintimine ühel päeval toob. Kui vaatasite ettekannet tähelepanelikult, võisite näha, et Atala ei lubanud kunagi, et tema käes on töötav orel. Siiski kritiseerisid kriitikud seda, mida nad pidasid eriefektide kõrgetasemeliseks harjutamiseks.
Eelmisel aastal tundus Harvardi materjaliteadlane ja bioprindi juhtiv uurija Jennifer Lewis (tema eriala on vaskulariseeritud kudede inseneriteadus) Atala intervjuus New Yorkeriga kritiseerida. "Minu arust oli see eksitav, " ütles ta, viidates TED-i vestlusele. "Me ei taha inimestele valesid ootusi anda ja see annab väljale halva nime."
TED-i vestluse järel avaldas Wake Forest pressiteate, milles rõhutas, et bioprinditud neeru turule jõudmine võib võtta kaua aega. Kui küsisin Atalalt, kas ta on vaidlustest midagi õppinud, keeldus ta seda otse kommenteerimast, osutades selle asemel küsimusele, miks talle ei meeldi mõnele konkreetsele projektile ajatemplit panna. "Me ei taha patsientidele vale lootust anda, " ütles ta mulle.
Tolmukübe illustreeris kenasti ühte keskset väljakutset, millega teadlased kogu regeneratiivse meditsiini valdkonnas silmitsi seisavad: soovite entusiasmi koguda selle kohta, mis võimalik, sest entusiasm võib tähendada ajakirjandust, rahastamist ja ressursse. Tahad inspireerida ümbritsevaid inimesi ja järgmist teadlaste põlvkonda. Kuid te ei soovi vääralt esitada seda, mis on reaalselt käeulatuses.
Ja kui rääkida suurtest, keerukatest elunditest, siis põllul on veel oma tee minna. Istuge pliiatsi ja paberitükiga ja vaevalt oskasite unistada midagi arhitektuursemalt või funktsionaalselt keerukamat kui inimese neer. Rusika suuruse organi sisemus koosneb tahketest kudedest, mida läbib keerukas maanteesüsteem, mille läbimõõt on vaid 0, 010 millimeetrit, ja umbes miljonist pisikesest nefronitest tuntud filtrist, mis saadavad tervislikke vedelikke tagasi vereringe ja jäätmed uriiniga põie alla. Neeru bioprintimiseks peaksite saama kasvatada ja tutvustada mitte ainult funktsioneerivaid neerurakke ja nefroneid, vaid oleksite pidanud õppima ka elundi asustamiseks veresoonkonnaga, et elundit toita vere ja toitainetega see vajab. Ja peate selle kõik seestpoolt üles ehitama.
Seetõttu uurivad paljud teadlased võimalusi, mis ei hõlma nende struktuuride nullist printimist, vaid proovivad kasutada looduse juba kujundatud struktuure. Houstoni Texase südameinstituudis katsetab instituudi regeneratiivmeditsiini uurimisprogrammi direktor Doris Taylor detsellulariseeritud sigade südameid - elundeid, millelt on lihas ja kõik muud elusad kudede rakud keemilisse vanni jäetud, jättes ainult aluseks olev kollageenimaatriks. Detsellulariseeritud orel on kahvatu ja kummituslik - see sarnaneb hõõgkepiga, mis on nõrgunud lahusest, mis kord pani selle särama. Kuid ülioluline - protsess jätab puutumata oreli sisearhitektuuri, veresoonkonna ja kõik.
Taylor loodab ühel päeval kasutada inimpatsientide siirdamiseks inimrakkudega ümberasustatud dellulariseeritud sigade südameid. Siiani on tema meeskond süstinud südameid elusate veiserakkudega ja pistnud neid lehmadesse, kus nad edukalt peksid ja vere pumpasid lehma originaalse, terve südame kõrval. Taylori jaoks seob selline lähenemisviis väljakutseid leida viise, kuidas printida uskumatult peene eraldusvõimega, mida veresoonte võrgud vajavad. "See tehnika peab palju parandama, enne kui suudame neeru või südame bioprintida, verd sinna saada ja elus hoida, " räägib Taylor.
Wake Forest'i teadlased katsetavad ka nii loomade kui ka inimeste kärgede detselluliseeritud organeid. Ehkki Atala peab asendavat neeru oma Pühaks Graaliks, ei kujuta ta siiski ette, et selle ehitamine oleks kõike muud kui mitmesuguste nurkade alt lähtuv protsess. Ehkki instituudi ja mujal asuvad teadlased töötavad elundi välise struktuuri ja sisearhitektuuri trükkimise täpsustamiseks, katsetavad nad ka erinevaid võimalusi veresoonte printimiseks ja kasvatamiseks. Samal ajal on nad lihvimismeetodid elusate neerurakkude kultiveerimiseks, mis on vajalikud selle toimimiseks, sealhulgas uus projekt patsiendi tervisliku koe biopsiast võetud neerurakkude paljundamiseks.
Kui me rääkisime, rõhutas Atala, et tema eesmärk on saada toimiv, konstrueeritud suur elund inimeseks, kes seda hädasti vajab, olenemata sellest, kas see elund on prinditud või mitte. "Ükskõik, mis tehnoloogia sinna jõudmiseks kulub, " sõnas ta.
Ja ometi rõhutas ta kiiresti, et viis, kuidas te sinna jõuate, pole ebaoluline: lõppkokkuvõttes tahate panna aluse tööstusele, mis tagab, et kedagi - olgu see järgnevatel aastakümnetel või 22. sajandil - teie optimismi tase - soovite kunagi uuesti elupäästvat organit. Selleks ei saa te käega katsuda.
"Teil on vaja seadet, mis suudaks ikka ja jälle luua sama tüüpi oreli, " rääkis Atala. "Täpselt nagu see oleks masinaga valmistatud."
Ühel pärastlõunal peatusin instituudi dotsendi John Jacksoni laua taga. 63-aastane Jackson on kaubanduse järgi eksperimentaalne hematoloog. Ta tuli Wake Forestisse neli aastat tagasi ja hindas kolimist instituuti koos kogu selle järgmise põlvkonna tehnikaga kui “taas kooli minekut”.
Jackson teostab järelevalvet naharakuprinteri väljatöötamise üle, mille eesmärk on printida terve rida elusaid naharakke otse patsiendile. "Ütle, et sul on nahk viga saanud, " soovitas Jackson. „Skaneeriksite selle haava, et saada defekti täpne suurus ja kuju, ja saaksite defekti 3-D pildi. Seejärel saate printida rakud ”- mida kasvatatakse hüdrogeelis -“ täpselt sellise kujuga, nagu peate haavale sobivaks. ”Praegu saab printer laduda kudede ülaosale kaks nahakihti, ravimiseks piisavalt sügavad - ja paraneda - enamik põletushaavu. Allapoole loodab labor printida sügavamale naha pinna alla ja trükkida keerulisemaid nahakihte, sealhulgas rasvkoe ja sügavalt juurdunud juuksefolliikulisid.
Jacksoni hinnangul võivad kliinilised uuringud alata järgmise viie aasta jooksul, kuni FDA heaks kiidab. Vahepeal oli tema meeskond hõivatud sigade nahaprinteri testimisega. Ta keris lahti suure plakati, mis jaotati paneelideks. Esimeses oli üksikasjalik foto ruudukujulisest haavast, mille küljed olid umbes neli tolli, umbes neli tolli, mille tehnikud olid lõiganud sea seljale. (Sigadele tehti üldanesteesia.) Samal päeval trükkisid teadlased rakud otse haavale - protsess võttis umbes 30 minutit. Pärast printimist tehtud fotodel võis värvi ja tekstuuri erinevus olla erinev: piirkond oli hallim ja tuhmim kui naturaalne sea liha. Kuid armistumist polnud vähe, see ei tõstetud ega lõdvenenud ning aja jooksul sulas geel enam-vähem täielikult ümbritsevasse nahasse.
Naharakuprinter on üks mitmest instituudi aktiivsest projektist, mida rahastab USA kaitseministeerium, sealhulgas näo- ja suguelundite vigastuste taastamise algatused, mis mõlemad on viimastes sõdades vigastada saanud Ameerika sõdurite hulgas endeemilised. Eelmisel aastal kuulutasid Atala juhitud teadlased välja patsientide enda rakke kasutades konstrueeritud vagiinate eduka implanteerimise neljale teismelistele, kes põevad haruldast paljunemishäiret, mida nimetatakse Mayer-Rokitansky-Küster-Hauseri sündroomiks. Wake Forest katsetab ka loomadel laboris kasvatatud ja aeglase kujuga kadripeeniseid ja päraku sulgurlihaseid, lootusega järgmise viie aasta jooksul alustada inimkatsetega.
Perifeerne, futuristi William Gibsoni uus romaan, kes lõi mõiste “küberruum” ja nägi ette suurema osa digitaalsest revolutsioonist, leiab aset ajal, mil inimesed suudavad “näpistada” - võimalik, et 3D-printimist - kõike, mida nad vajavad. : narkootikumid, arvutid, rõivad. Neid piirab ainult nende kujutlusvõime. Ja siiski Jacksoni plakati kohale torgates tabasin end mõttelt, et isegi Gibson ei olnud seda ennustanud: elavat liha, nõudmisel.
Jalutasin Atala kabinetti. Päikesevalgus paiskus üle põranda ja pikk raamaturiiul, millel olid fotod Atala kahest noorest pojast ja mitu eksemplari tema õpikust "Regeneratiivse meditsiini põhimõtted" .
Ta oli terve hommiku olnud operatsioonitoas (ta on ka meditsiinikooli uroloogia juhataja) ega lootnud koju tagasi jõuda alles hilisõhtul, kuid oli rõõmus ja süttis energiaga. Küsisin temalt, kas ta kaalus kunagi oma praktikast loobumist ja keskendumist ainult uurimistööle.
Ta raputas pead. "Päeva lõpus läksin patsientide hooldamiseks meditsiini, " ütles ta. “Mulle meeldib see suhe perede ja patsientidega. Kuid sama oluline on see, et hoiab mind kursis vajadusega. Sest kui näen, et see vajadus on esiteks olemas, kui suudan probleemile nägusid lisada - noh, ma tean, et jätkan selle kallal töötamist ja üritan ka edaspidi välja mõelda. "
