עתיד ההשתלות: הדפסה תלת מימדית של כליות

קבוצת חוקרים מהארווארד הצליחו להשתמש בטכנולוגיה של הדפסה תלת מימדית על מנת "לייצר" איברים מלאכותיים. המחקר התמקד בכליות, וקבוצת החוקרים הצליחו להדפיס כלי דם ומרכיבים חיוניים אחרים ברקמת הכליה. לטענת החוקרים, בעתיד הרחוק יוכלו להשתמש בטכנולוגיות האלה לטיפול בחולים ולמחקר והדפסה תלת מימדית של איברים יכולה להפוך לחלק בלתי נפרד מטיפול בחולים בעשורים הבאים

המטרה - ייצור איברים מתפקדים

מטרת החוקרים היא לייצר בסופו של דבר איברים שלמים אשר יכולים להחליף את האיברים המקוריים של הגוף. ייצור "חלקי החילוף" האלה באמצעות הדפסה תלת מימדית יאפשר לטפל במהירות בחולים הממתינים להשתלה, ללא צורך בהמתנה לתורם ובהתאמת רקמות. למרות שעדיין לא ניסו להשתיל איברים אשר הודפסו במדפסת תלת מימדית, ייתכן מאוד שהמושתלים לא ייצטרכו גם להשתמש בתרופות נוגדות דחיה וייהנו מאיבר חדש ויעיל וללא סיבוכים אחרים.

אך העתיד עוד רחוק, והמחקר בנושא נמצא רק בתחילת הדרך ולא ברור אם אי פעם הדפסה תלת מימדית של איברים תהיה ישימה בבני אדם. עם זאת, החוקרים מהארווארד בראשות פרופ' ג'ניפר לואיס, וחוקרים ממרכזי מחקר אחרים אופטימיים מאוד, וטוענים שבשנים האחרונות יש "התקדמות אדירה בתחום" ולטענתם "הם עוד יפתיעו בעתיד".

ייצור נפרונים וכלי דם מלאכותיים

אחת מפריצות הדרך האחרונות בתחום ההדפסה התלת מימדית היתה הדפסה של נפרון - אחד המרכיבים החשובים ביותר ברקמת הכליה. הנפרון הוא המרכיב הפונקציונלי הבסיסי של הכליה, אשר מאפשר את סינון הדם והפרשת השתן. בכל כלייה יש נפרונים רבים (מאות אלפים), אשר אחראים בין היתר על איזון האלקטרוליטים, ריכוז השתן ואיזון חומציות הדם. הנפרון הוא בעצם יחידת הפעולה הבסיסית של הכליה, והוא נחשב לאחד המבנים הפיזיולוגיים החשובים בגוף.

לטענת החוקרים, אמנם לא יוכלו להשתמש בנפרון בודד המודפס בתלת מימד כטיפול במחלות כליה, אך לנפרון המלאכותי מקום משמעותי בעולם המחקר. בעזרת הנפרון המודפס, יוכלו לחקור בקלות רבה יותר תרופות ותהליכים פיזיולוגיים שונים בגוף, ובכך להכיר את התפקוד הכלייתי ואת השפעתם של חומרים שונים בגוף טוב יותר. לטענת החוקרים, חברות תרופות יוכלו בעזרת הנפרון המודפס לחקור בקלות רבה יותר את התרופות אותן הם מייצרים, ובכך להאיץ את קצב המחקר והפיתוח ולשפר את יכולת הטיפול במחלות שונות.

פריצת דרך חשובה נוספת בעולם ההדפסה התלת מימדית היא הדפסה של כלי דם. לשם כך, ייצרו החוקרים מדפסת מיוחדת אשר מדפיסה בדיוק רב סוגים שונים של תאים, וכמו כן חומרים המתאימים לחיבור התאים זה לזה וליצירת התעלות השונות בינם. בדרך זו, מצליחים לדמות את המבנה האנטומי של כלי הדם ולשמר את התפקוד שלהם, הכולל את העברת הדם בתוך הצינורות ופרפוזיה של דם מהצינורות החוצה אל הרקמות.

חשיבות ייצור כלי הדם

עד היום, המגבלה העיקרית בהדפסה תלת מימדית של איברים היתה עובי הרקמה, ורקמות מלאכותיות אשר היו עבות מחצי מילימטר לא איפשרו מעבר דם ונוטריינטים דרכם. באמצעות ייצור כלי דם, ניתן כיום לעקוף את המגבלה הזו ולאפשר את אספקת הדם ומעבר הנוטריינים דרך הרקמות המלאכותיות בצורה טובה יותר. למרות שנותרה עוד עבודה רבה, מדובר בפריצת דרך משמעותית, וייתכן שכבר בעתיד הקרוב נוכל לראות שימוש באיברים או בחלקי איברים מלאכותיים אשר הודפסו בתלת מימד ומצילים חיים של חולים רבים.