Leczenie chorób pęcherza może być tak proste, jak naciśnięcie przycisku „drukuj”
Urazy, nowotwory, stany zapalne, nietrzymanie moczu i wiele innych schorzeń może wymagać operacyjnego powiększenia pęcherza moczowego. Ten zabieg chirurgiczny, zwany także cystoplastyką, polega na powiększeniu pęcherza moczowego poprzez jego załatanie, zwykle przy użyciu fragmentów jelita lub żołądka pacjenta. Chociaż procedura ta poprawia pojemność pęcherza, zmniejsza nietrzymanie moczu, a u pacjentów po cystektomii umożliwia przekierowanie moczu, jej korzyści wiążą się z pewnym długoterminowym ryzykiem. „Ponieważ tkanki jelit i pęcherza moczowego nie są w pełni kompatybilne, większość pacjentów doświadcza szeregu powikłań, które mogą mieć poważny wpływ na jakość ich życia”, mówi Apostolos Klinakis, badacz z instytutu Biomedical Research Foundation of the Academy of Athens(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Te powikłania skłoniły badaczy do rozwijania inżynierii tkanki pęcherza moczowego – wysiłki, które zyskały znaczący impuls wraz z rozwojem technologii druku 3D. „Umożliwiając drukowanie żywych komórek, druk 3D otwiera nową erę medycyny regeneracyjnej”, dodaje Klinakis. Technologia ta jest jednak zwykle wykorzystywana do drukowania prostych tkanek, takich jak rogówka oka, a nie złożonych struktur, jak te znajdujące się w pęcherzu moczowym. Jednak dzięki wsparciu finansowanego przez UE projektu UroPrint(odnośnik otworzy się w nowym oknie), Klinakis zamierza to zmienić wraz z interdyscyplinarnym zespołem wysoko wykwalifikowanych badaczy. „Naszym celem było laserowe wydrukowanie w pełni funkcjonalnej, immunokompatybilnej tkanki urotelialnej, zarówno ex vivo, jak i in vivo, w celu zastosowania jej do powiększania i zastępowania pęcherza moczowego”, wyjaśnia Klinakis.
Innowacyjne biotusze i system druku laserowego
W celu urzeczywistnienia tej wizji zespół projektu dokonał znaczących postępów w takich obszarach jak optyka, technologie laserowe, materiałoznawstwo, inżynieria, mikroinstrumenty i chirurgia eksperymentalna. Do tych osiągnięć można zaliczyć opracowanie protokołów rozwoju mięśni gładkich i komórek urotelialnych pochodzących z pierwotnych biopsji ludzkiego pęcherza moczowego, wraz z ich ekspansją i kriokonserwacją zgodnie z dobrymi praktykami produkcyjnymi. W ramach projektu opracowano również hydrożelowe preparaty bioinkrustacyjne oparte na biomateriale pochodzącym z metakrylowanego lizatu ludzkich płytek krwi (ang. platelet lysate methacrylated, PLMA). Inne kluczowe produkty obejmują urządzenie, które mierzy właściwości fizyko-mechaniczne i przepuszczalność drukowanych przeszczepów, a także sprzęt i procesy, które umożliwiają wydajne drukowanie komórek. „Pomimo wielu wyzwań, takich jak niedobór materiału bioptycznego i trudności z ekspansją komórek urotelialnych z biopsji u osób w podeszłym wieku, zespołowi projektu udało się opracować innowacyjne biotusze i system druku laserowego, który pozwala na dostosowanie parametrów drukowania w oparciu o zmienność anatomiczną”, podkreśla Klinakis.
Skuteczny sposób leczenia chorób pęcherza moczowego
Według Klinakisa, umożliwiając laserowe biodrukowanie tkanki pęcherza moczowego, projekt stanowi odpowiedź na wieloletnie wyzwanie związane ze skutecznym leczeniem chorób pęcherza moczowego. „Łagodząc lub nawet eliminując skutki uboczne związane z przeszczepem tkanki jelita i pęcherza moczowego, nie tylko poprawiamy jakość życia pacjentów i ich rodzin, ale zmniejszamy również ich obciążenie finansowe, ponieważ tkanka drukowana laserowo jest bardziej opłacalna”, podsumowuje badacz. Zespół projektu pracuje teraz nad opublikowaniem swoich wyników w czasopismach naukowych i przeniesieniem rozwiązania druku laserowego do testów z udziałem ludzi. Badacze analizują również, w jaki sposób można go wykorzystać w innych obszarach medycyny regeneracyjnej.
