Откриването се случи, както правят толкова много открития, случайно.
Адам Якус, тогава докторантичен изследовател по материалознание в Северозападния университет, работеше с биологичното "мастило", което лабораторията му използва за 3D печат на яйчниците. В началото на тази година мастилото за тъкани успешно се използва за изграждане на яйчници, които действително функционират, което води до раждането на здрави мишки кученца. Застанал под качулката на лабораторията, Джакус почука върху контейнера и го прехвърли върху лабораторната скамейка. По времето, когато отиде да го почисти, вече беше образувал здрав лист.
„Чувствах се страхотно - каза Якус. „Ако направите нов биоматериал и не можете да го вземете или той се разпадне, когато го вземете, това е безполезно.
„Изгоних тази крушка -„ можем да направим това с всички други тъкани, с които работим в нашата лаборатория “.
Така Джакус и неговите колеги започнаха да тестват хипотезата му. Нарочно разляха мастило или го хвърляха във форми, за да създадат плоски листове. Тествали различни видове био мастила, направени с различни органи или тъкани. За органи те се обърнаха към местните месари в Чикаго, купувайки свински сърца, свински дробчета и различни мускулни меса. За да създадат мастилата, те „отслабват“ органите или тъканите, което означава, че премахват клетките, оставяйки след себе си структурните протеини, известни като извънклетъчна матрица. Този процес беше вече добре установен от работата на лабораторията с 3D печат. Изпадналите след това органи се изсушават до прах и се комбинират с полимер, след което се хвърлят в хартия.
Получените документи съдържат следи от химикалите и протеиновата архитектура на органите, от които са направени. Хартиените документи за сърцето поддържат част от тяхната „сърдечна памет“, така да се каже. Това означава, че документите имат потенциал да стимулират близките клетки да се държат по специфични начини. Това би могло да доведе до различни приложения, които няколко лаборатории в Северозападния разследват.
Лаборатория за репродуктивна наука в университета тества хартия за яйчникова тъкан, за да расте яйчникови фоликули (клетки, които произвеждат яйца и хормони). Фоликулите, отглеждани на хартия, успешно произвеждат правилните хормони. На теория лента от тъкан от яйчникова хартия може да бъде имплантирана под кожата на жена, която е загубила хормонална функция поради болест или химиотерапия, потенциално да възстанови хормоналната си функция и фертилитета си.
Документите също могат потенциално да помогнат на 3D отпечатаните яйчници да направят скока от мишки към хора. Яйчниците на мишки имат торбичка с мазнини около тях, което улеснява имплантирането на 3D отпечатан яйчник в тялото на мишката. Хората нямат тази мастна торбичка, така че имплантирането на яйчник би било много по-трудно. Но тъканните хартии могат да бъдат използвани за направата на изкуствен сак, който след това да имплантира 3D отпечатан яйчник, казва Якус.
Хартиите за мускулна тъкан също могат да помогнат за заздравяването и възстановяването на рани.
„Пластичните хирурзи казаха, че ще бъдат идеални за възстановяване и регенерация на лицевия мускул“, казва Якус. "Тънка е, така че е идеална за плоските, сложни мускули на лицето."
Това би могло да помогне на хората, чиито мускули на лицето са били повредени от травма или пластична хирургична интервенция, казва Jakus, както и за деца, които са родени с вродени дефекти на лицето.
Хартиените хартии се чувстват подобно на фило тесто, казва съавторът на проучването Рамил Шах, ръководител на лабораторията, където Якус е претърпял случайно разливане. Когато изсъхнат, те могат да бъдат подредени в хладилник или фризер. Те дори могат да бъдат сгънати много пъти - Jakus ги е сгънал в миниатюрни оригами птици. Когато са мокри, хартиите не се разпадат, както би била хартия за принтер, но могат да бъдат навити, сгънати, нарязани и зашити.
Регенеративната медицина - създаването на нови органи и тъкани чрез 3D печат и други техники - е източник на много вълнения през последните няколко години. Това също породи някои спорове, като критиците се чудят дали обещанията му са препродадени, тъй като истинската полезност за хората може да бъде много години надолу.
Следващата стъпка за новите документи ще бъде повече тестване на животни, казва Jakus. Той оценява, че някои хартиени хартия, особено хартиените мускули, могат да бъдат използвани в операционни зали в рамките на пет години. Човешката употреба за яйчници може да отнеме още няколко години, казва той. След 20 години, Jakus казва, че би искал да види хартиени хартии, използвани във връзка с технологията на 3D печат за създаване на сложни биологични структури. Например, 3D-отпечатана кост може да бъде заобиколена от тъкан хартиени мускули и нерви, пресъздавайки крак, силно повреден при злополука. Също така има потенциал един ден да използваме 3D технология за печат и тъкани, за да направим пълни органи за трансплантация.
„Изработката на хартиените хартии беше сравнително лесно“, казва Якус. „Трудната част наистина ще ги тества.“
Изследването беше публикувано по-рано този месец в списанието Advanced Functional Materials .
