Dokter mampu mencetak organ mikro secara 3-D dengan teknik baru

Lewatlah sudah zaman ketika printer 3D hanya membuat pernak-pernik plastik – para ilmuwan mengatakan struktur cetakan 3D yang diisi dengan sel induk embrio suatu hari nanti dapat membantu dokter mencetak organ mikro untuk pasien transplantasi.

Sel induk embrionik, diperoleh dari embrio manusia, dapat berkembang menjadi semua jenis sel dalam tubuh, seperti jaringan otak, sel jantung, atau tulang. Properti ini membuatnya ideal untuk digunakan pengobatan regeneratif — perbaikan dan penggantian sel, jaringan dan organ yang rusak.

Para ilmuwan biasanya bereksperimen dengan sel induk embrionik dengan memberi mereka isyarat biologis yang mengarahkan mereka untuk berkembang menjadi tipe jaringan tertentu – sebuah proses yang disebut diferensiasi. Proses ini dimulai dengan sel-sel membentuk massa berbentuk bola yang disebut badan embrio—suatu aktivitas yang meniru tahap awal perkembangan embrio. (7 kegunaan keren pencetakan 3D dalam pengobatan)

Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa cara terbaik untuk menumbuhkan sel induk embrionik bukanlah di piring laboratorium yang datar, namun dalam lingkungan 3D yang meniru bagaimana sel-sel ini dapat berkembang di tubuh manusia. Baru-baru ini, para ilmuwan telah mengembangkannya Printer 3D untuk sel induk embrionik. Printer 3D bekerja dengan meletakkan lapisan-lapisan material seperti halnya printer biasa meletakkan tinta, hanya saja printer ini juga dapat meletakkan lapisan-lapisan datar di atas satu sama lain untuk membuat objek 3D.

Hingga saat ini, printer 3D untuk sel induk embrionik hanya menghasilkan susunan datar atau gundukan sederhana, yang disebut “stalagmit”, sel. Kini para peneliti mengatakan bahwa untuk pertama kalinya mereka telah mengembangkan cara untuk mencetak struktur 3D yang diisi dengan sel induk embrio.

“Kami mampu a Metode pencetakan 3D untuk menumbuhkan tubuh embrio dengan cara yang terkendali untuk menghasilkan blok sel induk embrionik yang sangat seragam,” kata rekan penulis studi Wei Sun, seorang profesor teknik mesin di Universitas Tsinghua di Beijing dan Universitas Drexel di Philadelphia, kepada Live Science.

Pada prinsipnya, blok-blok ini bisa saja digunakan seperti batu bata Lego untuk membuat jaringan “dan mungkin bahkan organ mikro,” tambah Sun.

Dalam percobaannya, para peneliti secara bersamaan mengekspresikan sel induk embrio tikus dengan hidrogel, jenis bahan yang sama yang digunakan untuk membuat lensa kontak lunak. Karena sel induk embrionik relatif rapuh, para ilmuwan memastikan untuk melindungi sel semaksimal mungkin—misalnya, dengan menemukan suhu paling nyaman bagi sel tersebut dan meningkatkan ukuran nosel yang digunakan untuk mengeluarkannya.

Sembilan puluh persen sel selamat dari proses pencetakan, menurut studi baru. Sel-sel tersebut tumbuh menjadi tubuh embrio dalam perancah hidrogel dan menghasilkan jenis protein yang diharapkan dari sel induk embrio yang sehat, kata para peneliti. Para ilmuwan juga mencatat bahwa mereka mampu melarutkan hidrogel untuk mengambil tubuh embrio.

Ukuran dan keseragaman tubuh embrioid dapat sangat mempengaruhi jenis selnya. Para peneliti mengatakan teknik baru mereka menghasilkan kontrol yang lebih baik terhadap ukuran dan keseragaman tubuh embrio dibandingkan metode sebelumnya.

“Tubuh embrio yang tumbuh seragam dan homogen, dan berfungsi sebagai (a) titik awal yang lebih baik untuk pertumbuhan jaringan lebih lanjut,” Sun mengatakan dalam sebuah pernyataan. “Sungguh menarik melihat tubuh embrio kita dapat tumbuh dengan cara yang terkendali.”

“Langkah kami selanjutnya adalah mencari tahu lebih lanjut tentang bagaimana kita dapat mengubah ukuran tubuh embrio dengan mengubah tekanan dan parameter struktural, dan bagaimana variasi ukuran tubuh embrio mengarah pada ‘pembuatan’ berbagai jenis sel,” studi kata rekan penulis utama Rui Yao, asisten profesor di Universitas Tsinghua di Beijing, dalam sebuah pernyataan.

Dalam jangka panjang, para peneliti ingin mendorong berbagai jenis tubuh embrio secara berdampingan. “Ini akan mendorong berbagai jenis sel untuk berkembang secara berdampingan, membuka jalan bagi pertumbuhan mikro-organ dari awal di dalam laboratorium,” kata Yao dalam sebuah pernyataan.

Para ilmuwan mempublikasikan temuan mereka secara online pada 4 November di majalah Biofabrikasi.

Hak Cipta 2015 Ilmu HidupSebuah perusahaan pembelian. Semua hak dilindungi undang-undang. Materi ini tidak boleh dipublikasikan, disiarkan, ditulis ulang, atau didistribusikan ulang.