Hvordan man udskriver skjoldbruskkirtlen

Hvordan man udskriver skjoldbruskkirtlen

Elizaveta Kudan, Kandidat Kemisk Videnskab,
Irina Glat,
Elena Bulanova, Kandidat i Biologiske Videnskab,
Yousef Hesuani,
Vladimir Mironov, Kandidat i Medicinsk Videnskab,
Laboratoriet for Bioteknologisk Forskning "3D Bioprinting Solutions" (Moskva)
"Nature" №2, 2015

Medarbejdere i laboratoriet for bioteknologisk forskning "3D Bioprinting Solutions". Fra venstre til højre: I. S. Gladkaya (Seniorforsker), E. A. Bulanova (Leder af Laboratoriet), S. V. Novoselov (Laboratoriechef), V. A. Mironov (Videnskabelig Direktør), A. Yu. Ostrovsky (Generaldirektør ), Yu. A. Smirnova (markedsdirektør), Yu. J. Hesuani (administrerende direktør), D. V. Fadin (udviklingsdirektør), E. V. Kudan (Seniorforsker), A. N. Mitryashkin (bioengineer), A. D. Gladneva (laboratorieassistent)

Tredimensionel bioprint (3d bioprinting) – en af ​​de mest spændende og hurtigt udviklede biomedicinske teknologier i det nuværende århundrede, som lover at løse problemet med en akut mangel på donororganer i en overskuelig fremtid. Bioprinting kræver: en tredimensionel computer model af et organ konstrueret ved hjælp af specielle CAD computer programmer (fra engelsk. computerstøttet design – computerstøttet design), "biopapir" – hydrogel,holde levende celler i en forudbestemt position, "bio-blæk" – vævsspheroider, der er i stand til at fusionere indbyrdes, en patron til dem og en bioprinter-dispenser, det vil sige en robotdispenser*.

Bioprinterudvikling er i øjeblikket aktivt engageret i 16 virksomheder i 12 lande i verden (USA, Schweiz, Australien, Canada, Storbritannien, Singapore, Kina, Tyskland, Holland, Frankrig, Japan og Rusland). En af dem er vores laboratorium "3D Bioprinting Solutions", hvor i juli sidste år blev den første indenlandske bioprinter samlet, og i marts i år er det planlagt at udskrive den første organstruktur designet til at skabe en kunstig skjoldbruskkirtel. Hvorfor valgte vi dette organ, og ikke andre, mere berettiget ud fra et klinisk synspunkt – for eksempel hjerte, nyre eller lunger? Før vi besvarer dette spørgsmål, vil vi tydeliggøre, hvad en trykt organstruktur er, og hvordan den adskiller sig fra en vævsstruktur, og til at begynde med husker vi begrebet "organ".

Multifunktionel tredimensionel bioprinter "Fabion". Dens tre dyser er designet til "bio-blæk" (vævsspheroider eller suspensioner af forskellige celler), de to andre er til "biopapir" (bionedbrydelige hydrogeler,som ikke kun fastsætter sfæroiderne i den ønskede position, men også tjener som et næringsmedium til celler)

Per definition er et organ (fra det græske Οργανον-instrument) en separat samling af forskellige typer af celler og væv, kombineret til en enkelt struktur, der er designet til at udføre en fælles funktion. Organerne består sædvanligvis af en arbejdsdel (parenchyma) dannet af funktionelle celler og en understøtende kappe (stroma), herunder en kapsel af bindevæv og en septum, langs hvilken nerver og skibe passerer. De fleste organer er dannet af gentagne strukturelle og funktionelle elementer (for eksempel nyrerne er fra nefroner, skjoldbruskkirtlen er fra follikler). Det er klart, at hver af dem, selvom den udfører de grundlæggende funktioner (nephronen filtrerer blodplasma, syntetiserer follikel hormoner), kan i sig selv ikke betragtes som et helt organ. For at gøre dette skal for det første der være mange sådanne elementer, og for det andet skal de kombineres i en separat anatomisk struktur med en bestemt histologisk organisation og en enkelt vaskulær seng. Vi fokuserer på disse tilsyneladende oplagte kriterier i definitionen af ​​et organ, fordi vi ofte bliver spurgt: kan vi overveje hudens vævskonstruktioner, brusk, der allerede er oprettet på bioprintere,skibe og lever første trykte organer? I ordets strenge betydning er det naturligvis ikke, fordi funktionaliteten af ​​sådanne strukturer, der også kaldes vævsorganeller, ikke er tilvejebragt på niveauet af hele organismen. Men deres værdi er ubetinget, især de kan anvendes i prækliniske undersøgelser af nye lægemidler, der tester deres sikkerhed [1]. For eksempel, i Organovo (San Diego, USA) – et førende selskab inden for 3D-bioprinting – trykt på en tredimensionel bioprinterlevervævsprøve, der reagerer på toksiner på samme måde som cellerne i et ægte organ. Disse prøver viste sig at være mere effektive end todimensionale analoger og er for nylig blevet testet i uafhængige laboratorier. Firma nu Organovo Venter på godkendelse fra Food and Drug Administration (Fødevare- og lægemiddeladministration, USA), hvorefter det vil starte kommerciel vævsbioprinting til lægemiddelproducenter. Dette er en meget vigtig præstation af bioteknologi, da brugen af ​​tredimensionale vævsprøver vil muliggøre hurtigere levering af nye lægemidler til markedet, omgå scenen af ​​deres prækliniske testning på dyr og øge effektiviteten af ​​testningen.

Hvorfor skjoldbruskkirtlen?

Organer kan ikke udskrives, fordi de er meget komplekse, siger vores modstandere, skeptiske over teknologien til tredimensionel orgelbioprinting. For at demonstrere dets grundlæggende gennemførlighed er det nok at vælge en relativt simpel krop – jo enklere bliver det, jo højere er vores chancer for at udskrive det i den nærmeste fremtid. Skjoldbruskkirtlen har ikke et komplekst kanalkanal for at fjerne produkterne fra dets aktivitet. Hormoner indtræder direkte i tætte netværk af fenestreret (dvs. med porer for penetration af store molekyler) af blodkapillarer, der fordyber hver follikel.

Skematisk repræsentation af den menneskelige skjoldbruskkirtels anatomiske placering (til venstre) og mikrografer af dets strukturelle organisation – kredsløbsnetværk (øverst), visualiseret ved scanningelektronmikroskopi af vaskulære ætsende præparater og et histologisk afsnit (hæmatoxylin-eosin plet), på hvilken follikler indeholdende kolloid og foret med monolagepitelceller (thyrocytter) er synlige

Det er nu kendt, at epitheliale follikelceller (thyrocytter) i skjoldbruskkirtlen syntetiserer thyroxin og triiodothyronin,som regulerer celle metabolisme, vækst og energi processer og parafollicular (C-celler) – peptidhormon calcitoninodin, som kontrollerer calciummetabolisme og udvikling af knogleapparatet.

Manglende hormoner (hypothyroidisme) kan forårsage udvikling af cretinisme (hos børn) eller myxedem (hos voksne), og et overskud (hyperthyroidisme, thyrotoksicose) kan forårsage vækst af skjoldbruskkirtlen og dannelsen af ​​goiter. Manifestationer af hypothyreoidisme behandles ganske effektivt ved hjælp af hormonbehandling, men med goiter er det ikke altid muligt at klare konservative metoder, og det er nødvendigt at ty til kirurgi.

Jeg må sige, at lægerne begyndte at fjerne skjoldbruskkirtlen med dens patologiske stigning længe før bestemmelsen af ​​dets hormonelle funktioner. Meget kredit går til schweiziske kirurger, og især T. Kocher, der i 1909 blev tildelt Nobelprisen "for hans arbejde inden for fysiologi, patologi og kirurgi i skjoldbruskkirtlen." Kocher var den første til at implantere sit væv i peritoneum af patienter efter fjernelse af goiter (thyroidektomi), som forhindrede udviklingen af ​​myxedem i dem. Ifølge historikeren af ​​medicin T. Schlich (T.Schlich), lagde det grundlaget for udviklingen af ​​en ny gren af ​​operationen – klinisk transplantologi [2].

I 1930'erne udviklede en anden nobelpristager, der vandt en pris til udvikling af metoder til suturering af skibe og transplantation af blodkar og organer, A. Carrel (A. Carrel) sammen med ingeniør C. Lindberg (Ch. Lindbergh) et perfusionsapparat første bioreaktor). Med det lykkedes det at opretholde levedygtigheden (forsyning med blod og ilt) af skjoldbruskkirtlen uden for kroppen i en hel måned [3]. Derefter introducerede den amerikanske cytolog og oncologist J. Folkman celler af melanom ind i en isoleret, perfusioneret skjoldbruskkirtlen, hvor man studerede forbindelsen mellem tumorvækst og deres blodforsyning, hvilket førte til opdagelsen af ​​tumorangiogenesefænomenet og oprettelsen af ​​nye generationens anti-cancer-stoffer [4].

I skjoldbruskkirtlen kan neoplasmer af forskellig oprindelse og biologiske egenskaber udvikle sig, herunder maligne. For at undgå at komme tilbage, lægger lægerne sig normalt på total thyroidektomi, og det hormonmangel, der opstår, kompenseres sædvanligvis ved erstatningsterapi.Syntetiske hormoner, som også anvendes i hypothyroidisme hos forskellige etiologier, kan dog forårsage bivirkninger (allergiske reaktioner, hjertearytmi, nervesygdomme). Transplantologi kunne løse denne form for problem, men donor-skjoldbruskkirtransplantation (allotransplantation) udføres for tiden sjældent på grund af afvisning af fremmedvæv.

Ordning af en angiop follikel enhed af skjoldbruskkirtlen

I Det Forenede Kongerige er der et særligt samfund, der yder økonomisk støtte til tyroid-transplantationsforskning. Tidligere journal editor Skjoldbruskkirtel (Official Journal of the American Thyroid AssociationAmerican Thyroid Association) T.F. Davies (T.F. Davies) mener, at spørgsmålet om skjoldbruskkirteltransplantation er et spørgsmål om tid, ikke om muligheden for henrettelse [5].

Tredimensionale biologiske autologe (det vil sige fra patientens celler) organer vil løse problemerne ikke kun af skjoldbruskkirtlen. Og disse håb er ikke grundløse, uanset hvor fantastisk de ser til de uindviede. Som enhver ny teknologi opstod 3D-bioprintingsmetoden ikke fra bunden, den absorberede resultaterne af information og tekniske videnskaber, videnskaben om biomaterialer, genetik, udviklingsbiologi og cellebiologi.Og endelig er tiden kommet, når vi er klar til at vise teknologiens grundlæggende gennemførlighed. Til dette formål stræber vi os ikke blot om at vælge det enkleste organ til bioprinting af en organkonstruktion, men også for at forenkle dets anatomi så meget som muligt. Hvad kan forsømmes?

Diagram af den forenklede struktur af skjoldbruskkirtelen med en indkommende arterie og en spændende ven

Det er indlysende, at det som en ægte skjoldbruskkirtlen burde bestå af store blodkar (arterier og blodårer) og angiofollikulære enheder placeret mellem dem (follikler, der indeholder kolloid, foret med monolagepitelceller eller thyrocytter og væves over et netværk af blodkarillærer med fenestreret endotel). Det er klart, at organstrukturen ikke virker uden vaskularisering, dvs. uden fremstilling af den indre vaskulat, forbundet med at bringe arterier og de udstrømmende vener. Til vores formål er det tilsyneladende en arterie og en vene, der er ret nok. Selvfølgelig skal de have visse biomekaniske egenskaber, der er nødvendige for at skabe sikre forbindelser (anastomoser) med kroppens kredsløbssystem.Dette krav er dog vigtigt, hvis det trykte implantat efterfølgende transplanteres til det sædvanlige (orthotopiske) sted for skjoldbruskkirtlen, men denne tilstand kan negligeres under heterotopisk implantation. Det er kendt, at skjoldbruskkirtler, der er anbragt under huden, i musklerne eller under en vasculariseret kapsel af nyren, kan overleve og producere hormoner.

De resterende strukturelle elementer (nervøse og lymfesystemer, bindevævskapsel med skillevægge samt C-celler), som er i den normale skjoldbruskkirtlen, kan også overses til praktisk gennemførelse af opgaven. (Bemærk at under transplantation, for eksempel nyrerne, skæres nervefibrene, hvilket ikke forstyrrer implantatets normale funktion i kroppen.)

Naturligvis er alle disse forenklinger på ingen måde til hinder for forbedringen af ​​det vaskulære netværk af organkonstruktion i fremtiden.

Biofabrikation af angiofollikulære enheder

Det første grundlæggende spørgsmål, der opstår på scenen med at oprette en digital model af skjoldbruskkirtlen, er hvor mange angi-follikulære enheder der er nødvendige for at udskrive en organkonstruktion? Dette spørgsmål er direkte relateret til størrelsen på organismen, som den trykte struktur vil blive implanteret på.Diameteren og antallet af follikler i skjoldbruskkirtlen hos forskellige dyr er allerede ganske velkendte. Desuden er det også muligt at estimere, hvor mange follikler i et vævimplantat der er nok til at kompensere for skjoldbruskkirtlen. I tilfælde af brug af funktionelt umodne eller utilstrækkeligt differentierede follikler af skjoldbruskkirtlen [6], bør deres antal tilsvarende øges flere gange. For eksempel, når der anvendes museskildroideksplanter, isoleret på den 15. graviditetsdag, er der ifølge vores beregninger mindst 15 tusind follikler påkrævet.

Et andet vigtigt problem, der skal løses, når man starter biofabricering in vitro skjoldbruskkirtle follikler, er valget af kilden til et stort antal thyrocytter.

I øjeblikket er mange materialer blevet akkumuleret på skjoldbruskkirtlenes embryogenese hos forskellige dyrearter [7]. Hos mennesker kan dets kim bestemmes i de tidlige stadier af fostrets udvikling. Imidlertid blev brugen af ​​eksplantater af humane embryoner til bioprinting af skjoldbruskkirtlen indtil for nylig betragtet som en urealistisk tilgang.Og ikke kun på grund af forbud eller etiske problemer, men også på grund af vanskeligheden ved at indsamle tilstrækkelig mængde embryonisk materiale til biofabrikation af en skjoldbruskkirtlen i voksen størrelse. Men selvom sådant materiale kan indsamles, vil det være fra forskellige frugter og faktisk allogenic, vil det uden tvivl forårsage immunafvisning af den implanterede struktur eller vil kræve dyre og langvarig immunosuppressiv terapi.

Nye muligheder for stor produktion af thyrocytter åbnet metoden for målrettet differentiering af embryonale stamceller (ESC'er). For at få fra dem funktionelle follikler af skjoldbruskkirtlen er det tilstrækkeligt at øge udtrykket i ESC'er midlertidigt af kun to gener – NKX2-1 og PAX8 [8]. Men denne fremgangsmåde har en betydelig begrænsning – kun follikelceller er dannet af ESC'er, og endotelceller er også nødvendige til dannelsen af ​​fuldt udviklede angio-follikulære enheder.

Det næste logiske trin efter oprettelsen af ​​funktionelle follikler af skjoldbruskkirtlen fra ESC'er ved rettet differentiering er brugen af ​​inducerede pluripotente stamceller** (IPS celler) af et menneske. IPS-celler fremkalder ikke et immunrespons, fordi de er skabt fra patientens celler.Fra differentierede IPA-celler kan selvorganiserende mikrovæv (vævsorganeller) dannes, som vil fungere som praktiske byggesten i bioprintingsteknologi [9].

Endelig skal follikelen ikke kun være funktionel (det vil sige at kunne syntetisere thyroxin), men også optimalt vaskulariseret (det vil sige flettet af et tæt netværk af fenestrerede blodkarillærer, der frigør skjoldbruskkirtelhormoner direkte i blodcirkulationen). Det er vigtigt at bemærke, at folliklernes funktionalitet kan variere afhængigt af metoden til deres biofabrikation. Follikler, hvis kilde fungerede som ESC'er eller iPS-celler, erhverver kun det vaskulære netværk på bekostning af modtagerens endotelceller efter implantation under nyrekapslen. Selvom implantatet bliver som følge heraf vaskulæriseret og tilstrækkeligt funktionelt, kan den tredimensionelle vævsstruktur, der er trykt fra sådanne follikler, ikke betragtes som en fuldstændig integreret organstruktur. I denne henseende har embryonale eksplanterende stoffer i skjoldbruskkirtlen den fordel, da de follikler, der kan anvendes som byggesten, allerede er vaskulæriseret fra embryogenese dag 15.Sandt nok afhænger niveauet af deres funktionalitet på scenen af ​​embryonisk udvikling eller antallet af sådanne folliculogenese-stimulerende midler som VEGF (Vaskulær endotelvækstfaktor – vaskulær endotelvækstfaktor) [6].

Vaskularisering af organets struktur af skjoldbruskkirtlen

Problemet med vaskularisering af vævstekniske organer bioprinting teknologi stort set arvet fra vævsteknik. I de senere år har der været et klart gennembrud på dette område. Dette er frem for alt brugen af ​​det såkaldte offer (offera) hydrogel. Allerede flere forfattere har overbevisende vist, at brugen af ​​en offerhydrogel gør det muligt at udskrive tunneller af stiv konstruktion, som senere kan anvendes til endotelisering, dvs. transformation i vaskulære lignende kanaler, der er forside indvendigt af endotelet [10, 11]. Ved at placere skjoldbruskkirtlen vinkelfollikulære enheder mellem to sådanne endotelkanaler og forbinde de to endotelsystemer med angiogene processer, er det helt muligt at opnå en perfusioneret vaskulariseret organstruktur af skjoldbruskkirtlen.

Metoder til vaskularisering af trykte tredimensionelle strukturer ved hjælp af sacrificial hydrogel og selvmonteringsprincippervaskulært endotel. Den første metode (øverste række): offer hydrogel (fremhævet gul på billedetog) opløses eller fjernes over tid og ind i den formede tunnel (b) anbragte en suspension af endotelceller (røde prikker påi), hvorfra et kontinuerligt enkeltlagsendothelium af en kunstig beholder efterfølgende dannes (g). Med den anden metode (nederste rækkeendotelceller (d) placeret i collagenhydrogelen (gul) opsamles i klynger (vist som klynger af tre røde prikker påe), som fusionerer først i mikrokapillarier (sfæroider pågodt) og derefter til en enkelt beholder foret med et enkeltlagsendothelium (s)

Som en offerhydrogel kan der anvendes en blanding af sukkerarter (kulhydratglas – kulhydratglas) [10] eller agarose [11], som enten enten opløses eller fjernes mekanisk eller ved hjælp af enzymer. En sådan meget attraktiv tilgang er effektiv og let reproducerbar til at skabe enkle lineære strukturer, men det er indlysende, at ufuldstændig endothelisering kan forekomme under biofabricering af mere komplekse tredimensionale strukturer. Og dette er fyldt med forekomsten af ​​trombose og emboli efter implantation.

En anden tilgang er baseret på endotelcellernes evne til at samle sig i kapillærnet og endog i beholdere med større diameter. Endotelceller placeret i en tredimensionel kollagen eller fibrinhydrogel kan, når de stimuleres af vækstfaktorer, danne kapillarnet med en lumen [12]. Den successive fusion af kapillærer i det begrænsede rum af allantoiseksplanter (germinal membran) fører til dannelsen af ​​luminiseret (fra engelsk. lumina – lumen) vævsspheroider, der er i stand til yderligere at slå sammen i lineære og forgrenede vaskulære rør. Muligheden for dannelsen af ​​den vaskulære beds intravaskulære struktur på denne måde er blevet bekræftet eksperimentelt [13], og fusionsfænomenet af luminiserede vaskulære vævsspiroider kan effektivt anvendes til at skabe perfuserede blodkar under skjoldbruskkirtelbioprinting. De rørformede strukturer, der opnås på denne måde, opretholder ikke blot deres geometriske form, men erhverver også over tid de biomekaniske egenskaber, der er egnede til fartøjer med en given diameter. Anvendelsen af ​​kun to typer vævsvaskulære sfæroider (med og uden lumen),såvel som suspensioner af endotelceller i en hydrogel, er i stand til at tilvejebringe organorganbioprintning, som kirurgisk kan forbindes via vaskulære anastomoser med de eksisterende beholdere hos modtageren under ortototopisk implantation.

Ordning om organtrykning af skjoldbruskkirtlen (og). Den indeholder vævsspiroider (b) fyldt med vaskulariserede follikler, kapillærbroer (i) dannet af angiogenese samt luminiserede vaskulære vævsspiroider (g). Endotelceller farves grøn farve glat muskel – rød

Estimering af funktionen af ​​en organkonstruktion

Hovedbetingelsen for at udføre hovedfunktionen af ​​skjoldbruskkirtelen (syntese af thyroxin) er tilstedeværelsen af ​​et tilstrækkeligt antal korrekt dannede angiofollikulære enheder. Lige så vigtigt er tilstedeværelsen af ​​et rig netværk af fængslede blodkarillærer, der blander hver follikel og sikrer indtrængningen af ​​hormonet thyroxin i det cirkulerende blod.

Tilstedeværelsen af ​​udviklede angiofollikulære enheder i organstrukturen kan kontrolleres ved anvendelse af histologiske, histokemiske og immunhistokemiske undersøgelser ved anvendelse af passende antistoffer,og elektronmikroskopi. Men kun eksperimenter in vivo kan bekræfte dets funktionalitet på organismeniveau. Direkte bevis for dette er genoprettelsen af ​​det normale niveau af thyroxin i blodet efter implantation af vævsteknisk design af skjoldbruskkirtlen (eller administration af en suspension af follikler) hos dyr med eksperimentel hypotrofi.

I øjeblikket er der to hovedtilgange til eksperimentel hypotrofi hos forsøgsdyr. Den første tilgang, den klassiske, er baseret på kirurgisk fjernelse af skjoldbruskkirtlen. Denne fremgangsmåde blev brugt af japanske forskere ledet af T. Okano (T. Okano) for at teste funktionaliteten af ​​skjoldbruskkirtlenes follikler, skabt ved hjælp af cellelagsmetoden (celleark teknologi) [14]. Det implanterede vævstekniske design af skjoldbruskkirtlen producerede tilstrækkeligt thyroxin til at opretholde dets normale fysiologiske niveau i blodet, hvilket faldt efter fjernelse af skjoldbruskkirtlen. Belgiske forskere ledet af S. Kostagliola (S. Costagliola) har for nylig udviklet en anden tilgang, der er baseret på anvendelse af intraperitoneale injektioner af radioaktivt iod [8].Implantation af skjoldbruskkirtlenes follikler, der er skabt ved metoden med rettet differentiering af musem embryonale stamceller, genoprettede det normale fysiologiske niveau af thyroxin i blodet, signifikant reduceret som følge af injektioner af radioaktive 131I. [8].

Forsøgsplan for at vurdere funktionaliteten af ​​skjoldbruskkirtlens trykte organstruktur. Det normale niveau (N) af hormon thyroxin (T4) i blodet reduceres først ved at skabe forsøgshypofuktion ved at injicere radioaktivt iod-131 (131I), og derefter genoprettet efter transplantation af den trykte organstruktur af skjoldbruskkirtlen. På det histologiske afsnit hvide pile rosa follikler af skjoldbruskkirtlen er angivet, transplanteret under kapslen af ​​en musnyre med eksperimentel hypofunktion af skjoldbruskkirtlen [8]

Den største fordel ved begge tilgange er, at de er baseret på objektive kvantitative kriterier – niveauet af thyroxin (T4) i blodet. Desuden forenkler og reducerer brugen af ​​små laboratoriedyr processen med biofabrikation af funktionelle vævsstrukturer i skjoldbruskkirtlen.Størrelsen af ​​den trykte organstruktur af skjoldbruskkirtlen med tilstrækkelig funktion på legemet med begge tilgange kan være inden for få millimeter.

***

Teknologien for bioprinting af menneskelige organer udvikler sig hurtigt, og fra konceptet og udvikling af tredimensionale bioprinter er hurtigt i bevægelse til den praktiske implementering af teknologien [15]. Efter vores mening skal et trykt stof opfylde mindst tre grundlæggende kriterier.

For det første skal et sådant organ udskrives af en robotanordning – en bioprinter baseret på en tidligere udviklet digital model af organ- eller organstruktur. For det andet skal den trykte organstruktur være autentisk, dvs. den består af flere vævstyper, der er indbygget i organet, strukturelt integreret i en enkelt hel og vaskulariseret, dvs. den skal have en intraorganisk vaskulær seng med den praktiske mulighed for perfusion trykt organstruktur. For det tredje skal et sådant design være funktionelt. Med andre ord skal dets implantation af et forsøgsdyr fuldt ud kompensere for modtagerens orgel, som tidligere er fjernet eller på anden måde ødelagt.

Det skal bemærkes, at den specifikke form, størrelse, geometri såvel som den interne organisering af den trykte organstruktur er bestemt vigtig, men i det væsentlige sekundære parametre. Vævsorganisationen er meget mere specifik eller autentisk for et bestemt organ. Nyren skal bestå af nefroner, og skjoldbruskkirtlen, som diskuteres i denne artikel, bør bestå af integrerede angi-follikulære enheder inden for det intraorganiske vaskulære system. Imidlertid er hovedbeviset en direkte og objektiv demonstration af funktionaliteten af ​​den trykte organstruktur. For skjoldbruskkirtlen efter implantation af dets organstruktur, vil en indikator være genoprettelsen af ​​det normale niveau af thyroxin i blodet. Størrelsen af ​​det trykte organ er helt irrelevant. For en mus kan designet af skjoldbruskkirtlen være ekstremt lille. Hvis der er et tilstrækkeligt antal funktionelle angi-follikulære enheder, der producerer tyroxin og sikrer den normale fysiologiske funktion af et organ i kroppen, så skal den trykte struktur betragtes som en organstruktur og ikke kun et væv, ikke et mikrovæv eller en vævorganoid.

Således gør kun verificerede funktionaliteter i kroppen trykte tredimensionelle vævsstrukturer med organlignende strukturer. Der er ingen tvivl om, at trykte menneskelige organer inden for overskuelig tid bliver til os en objektiv virkelighed, der gives os i fornemmelser.


* For mere information om teknologien se: V. Mironov. I fodsporene i Gutenberg: en tredimensionel orgelfotoprint // Natur. 2013. № 10. s. 3-12. – Bemærk. Ed.

** Stamceller med induceret pluripotens er celler af en voksen organisme, der returneres til en føtal tilstand ved hjælp af genetisk omprogrammering. For detaljer, se: Kiselev S.L., Shutova M.V. Cell Reprogramming: Hoppe op nedad trappe // Natur. 2010. nr. 5. s. 3-10. – Bemærk. Ed.

Referencer:
1. Roth A., Singer T. Anvendelsen af ​​3D-cellemodeller til understøttelse af sikkerhedssikkerhedsvurderingen: muligheder og udfordringer // Adv. Drug Deliv. Rev. 2014. V. 69-70. S. 179-189. doi: 10.1016 / j.addr.2013.12.005.
2. Schlich T. Oprindelsen af ​​organtransplantation: kirurgi og laboratorievidenskab, 1880'erne-1930'erne. NY 2010
3. Carrel A., Lindbergh Ch. A. Organernes kultur. NY, 1938.
4. Folkman J. Tumor angiogenese: terapeutiske implikationer // N. Engl. J. Med. 1971. V. 285, s. 1182-1186.
5. Davies T. F. Er skjoldbruskkirteltransplantation på den fjerne horisont? // Skjoldbruskkirtel. 2013. V. 23. Nr. 2. S. 139-141.
6. Hick A. C. 1., Delmarcelle A. S., Bouquet M. et al. Gensidigt epithelialt: endotel paracrine interaktioner under skjoldbruskkirtel udvikling og c-celledifferentiering // Dev. Biol. 2013. V. 381. № 1. P. 227-240. doi: 10,1016 / j.ydbio.2013.04.022.
7. Nilsson M., Fagman H. Mekanismer for skjoldbruskkirteludvikling og dysgenese: En analyse baseret på udviklingsstadier og samtidig embryonal anatomi // Aktuelle emner i udviklingsbiologi. 2013. V. 106. P. 123-170. doi: 10.1016 / B978-0-12-416021-7.00004-3.
8. Antonica F., Kasprzyk D. F., Opitz R. O. et al. Generering skjoldbruskkirtlen fra embryonale stamceller // natur. 2012. V. 491. nr. 7422. s. 66-71. doi: 10.1038 / nature11525.
9. Lancaster M. A., Knoblich J. A. Organogenese i en modellering: ved anvendelse af organiske teknologier // Videnskab. 2014. V. 345. Nr. 6194. doi: 10.1126 / science.1247125.
10. Miller J.S., Stevens K.R., Yang M.T. et al. Hurtigstøbning af mønstrede virale netværk til perfusibelt konstrueret tredimensionelt væv // Nat. Mater. 2012. V. 11. Nr. 9. P. 768-774. doi: 10,1038 / nmat3357.
11. Bertassoni L.E., Cecconi M., Manoharan V. et al. Hydrogel bioprintede mikrokanalnet til vaskularisering af vævstekniske konstruktioner // Lab. Chip. 2014. V. 14. Nr. 13. P. 2202-2211.doi: 10,1039 / c4lc00030g.
12. Kamei, M., Saunders, B. B., Bayless, K.J. et al. Endotelrør monteret fra intracellulære vakuoler in vivo // natur. 2006. V. 442. nr. 7101. s. 453-456. doi: 10.1038 / nature04923.
13. Mironov V., Visconti R. P., Kasyanov V. Orgeludskrivning: vævsblokke sfæroider som byggesten // biomaterialer. 2009. V. 30. nr. 12. s. 2164-2174. doi: 10.1016 / j.biomaterials.2008.12.084.
14. Arauchi A., Shimizu T., Yamato M. et al. Tissue-engineered skjoldbruskkirtelark efter modtagelse af total thyroidktomi sammenlignet med ikke-transplantationsmodeller // Tissue Eng. Del A. 2009. V. 15. nr. 12. s. 3943-3949. doi: 10.1089 / ten.TEA.2009.0119.
15. Murphy S. V., Atala A. 3D bioprinting af væv og organer // natur Bioteknologi. 2014. V. 32. Nr. 8. P. 773-785. doi: 10,1038 / nbt.2958.


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: