Smart home
Fantasztikus: bioreaktorban előállítható a csontszövet
Saját csontszövet testen kívüli fejlesztése 3D szimulációval.
A Siemens 3D-szimulátort fejlesztett ki egy bioreaktorhoz, amely csontszövetek előállításának (tenyésztésének) folyamatát tökéletesíti. A jövőben ilyen szövetek transzplantációjánál elkerülhetővé válhatnak komplikációk vagy súlyos műtétek. Az új reaktorban a Royal College of Surgeons in Ireland (RCSI) kutatói a páciensek törzssejtjeiből tenyésztenek csontszövetet. A 3D-szimulátornak ebben az a szerepe, hogy meghatározza a törzssejtek differenciálódás* által csontsejtekké való fejlődésének optimális feltételeit. A cél a legjobb szövetminőség előállítása a legrövidebb időn belül. Az első klinikai tesztek 2009-ben történhetnek meg.
Ha egy páciensnek autóbaleset vagy rákműtét nyomán pótlólagos csontszövetre van szüksége, a sebészeknek eddig két lehetőségük volt. Vagy donortól vett, különlegesen preparált csontot ültetnek be, ami anyagát tekintve nem optimálisan alkalmas és fertőzések veszélyével jár, vagy a páciensből magából vesznek ki csontanyagot és azt ültetetik később, egy újabb beavatkozás során ismét be. Az ír kutatók ezzel szemben a saját csontszövetet a testen kívül akarják tovább tenyészteni úgynevezett „tissue engineering” eljárással. Ennek során a páciens felnőtt törzssejtjeit szivacsszerű, pórusos kollagén hordozóanyagra viszik fel. A kollagént ezután egy erre kifejlesztett bioreaktorban tápoldattal öblítik át, amelynek mechanikai ereje arra készteti a törzssejteket, hogy differenciálódással csontsejtekké fejlődjenek. A folyamat több tényezőtől függ, például a kollagén pórusméretétől és permeabilitásától (átbocsátó képességétől), vagy a tápoldat áramlási sebességétől és nyomásától.
Ahhoz, hogy a törzssejtek gyors differenciálódásához megtalálják az optimális feltételeket, a Siemens IT Solutions and Services különleges 3D-szimulátort fejlesztett ki. Ezzel a szakértők a monitorra pontosan le tudják képezni a törzssejtek viselkedését a bioreaktorban, annak érdekében, hogy meghatározhassák az optimális feltételeket. Az RCSI kutatóinak az a céljuk, hogy a szimulátorral nyert eredmények révén meggyorsítsák a valódi csontszövet növekedését. Az első tesztek azt mutatják, hogy ennek időigényét jó eséllyel hat hétről kettőre lehet csökkenteni.
*differenciálódás: az egyedfejlődés jellemző folyamata, amelyet a keletkező sejtek közötti alak- és működésbeli különbségek jellemeznek, illetve amelynek során keletkező sejtek bizonyos funkciók ellátására „specializálódnak”. A magzati fejlődés korai szakaszában a sejtek azonosak, és differenciálódás révén fejlődnek különféle szövetekké (pl. csont, szívizom, bőr stb.). A differenciálódást meghatározó tényezők kevéssé ismertek, de a gerincesek és egyéb fejlett állatok esetében a sejtek egymáshoz képesti elhelyezkedése is ilyen tényező lehet.
