חוקרים מסין הצליחו לבנות אוזן אדם מתאים חיים והידורג'ל ישירות על גב של עכבר, באמצעות מדפסת תלת-ממד

טכנולוגיה להדפסה תלת-ממדית קיימת אומנם כבר משנות ה-80, אך בעשור האחרון חלו קפיצות דרך משמעותיות בתחום, בשעה ששיטות חדשות שכללו את היכולת להדפיס מוצרים מורכבים ומדויקים יותר. גם תחום הביו-רפואה אימץ את השימוש בהדפסה תלת-ממדית, בין השאר לצורך ייצור תותבות בהתאמה אישית, ובעתיד אולי אפילו רקמות חיות להשתלה.

במסגרת מחקרים שנעשו בתחום הצליחו רופאים ליצור לדוגמה עצמות מלאכותיות, ובהן לסת, דיסק של עמוד השדרה, ואפילו איברים שלמים כמו אוזן, עור, או קרנית עין. בנוסף נערכים מחקרים רבים על פיתוח הדפסת איברים להשתלה, כלומר יצירת רקמות חיות מורכבות במדפסת תלת-ממד, למשל לב. אולם הטכנולוגיה הזאת נמצאת עדיין בשלבי מחקר ונותרה עוד כברת דרך לעבור לפני שתגיע ליישום מלא בבני אדם. המשותף לכל הפיתוחים האלו הוא שיש להדפיס אותם מחוץ לגוף ולאחר מכן להכניסם לגוף האדם בניתוח, שכרוך בסיכונים כמו התפתחות זיהומים.

כעת, שיטה חדשה שפיתחו חוקרים מסין מאפשרת להדפיס מבנה של אוזן ישירות על גב של עכבר, בלי צורך בניתוח. החוקרים הזריקו לגב של עכבר מעין "דיו" ביולוגי העשוי מחלקיקי הידרוג'ל ותאי סחוס, או תאי שומן שהומרו לתאי גזע. בהמשך הם הקרינו אור תת-אדום לפי תבנית של אוזן אדם. האור התת-אדום גרם לחלקיקי ההידרוג'ל להידבק זה לזה וליצור שרשראות ארוכות של חלקיקים זהים (פולימרים) תוך כעשרים שניות בלבד, בצורה תלת-ממדית של אוזן אדם. לאחר מכן, במשך כחודש, גדלו התאים סביב מבנה ההידרוג'ל ויצרו רקמה במבנה דומה לאוזן אדם, אך מוקטן מאוד: כחמישה מילימטר בלבד. העכברים נשארו בריאים במשך כל התקופה, ולא סבלו מדלקת או מתופעות לוואי אחרות.

הדפסה בעזרת אור תת-אדום (משמאל) מאפשרת התארגנות של פולימרים ותאים במבנה הרצוי, במקרה זה - אפרכסת האוזן | איור מתוך מאמר המחקר
הדפסה בעזרת אור תת-אדום (משמאל) מאפשרת התארגנות של פולימרים ותאים במבנה הרצוי, במקרה זה - אפרכסת האוזן | איור מתוך מאמר המחקר

פוטנציאל עם מגבלות

ברפואה פלסטית קשה יחסית לשחזר את המבנה החיצוני של אוזן פגועה בלי שתלים מלאכותיים, לכן בחרו החוקרים את האוזן כמודל לבחינת האפשרות להדפסה תלת-ממדית של איברים. החוקרים מקווים כי השיטה החדשה תאפשר לטפל בבני אדם הסובלים ממום מולד בשם מיקרוטיה, שבו נולדים עם אוזן חיצונית בלתי מפותחת, ובהמשך אף להרחיב את השימוש בטכנולוגיה ליצירת איברים נוספים כמו אצבעות, אף וכדומה. 

עם זאת, חוקרים מקנדה סבורים שהשיטה הזאת לא תועיל לתיקון רקמות פנימיות יותר בגוף האדם, כמו סחוס הברך שנוטה להישחק, מאחר שהאור התת-אדום חודר בגופנו לעומק של כשני סנטימטרים בלבד. בנוסף, יידרשו ניסויים רבים נוספים לפני שנדע איך גוף האדם מגיב לטיפול. אם השיטה החדשה תבשיל לטיפול מעשי, היא עשויה לאפשר בעתיד תיקון מגוון רחב של רקמות אדם פגומות, לפחות באיברים החיצוניים של גופנו.