3D-biotulostus voi helpottaa elinpulaa vuosien päästä
Tekninen kehitys ja regulaatioprosessi ovat todella pitkiä DI Paula Puistolan mukaan.
3D-biotulostus saattaa mullistaa lääketieteen tarjoamalla uusia keinoja kudosten ja elinten biovalmistukseen, kun luovuttajilta saatuja kudoksia ei ole riittävästi saatavilla.
DI Paula Puistola kehitti uudenlaisia biomusteita ja biotulostusstrategioita väitöstutkimuksessaan. Tavoitteena on ollut auttaa ratkaisemaan nykyisiä teknologisia haasteita ja viedä biotulostusta lähemmäs kliinistä käyttöä.
Kohdekudoksesta riippuu Puistolan mukaan pitkälti se, milloin kliininen käyttö on mahdollista. Tällä hetkellä lähimpänä kliinistä käyttöä tulostetuista kudoksista ovat esimerkiksi iho ja korvarusto, jotka ovat yksinkertaisia kudoksia.
– Olen keskittynyt tutkimuksessani sarveiskalvoon biotulostuksessa. Sen saaminen käytännön potilastyöhön olisi ehkä kymmenen vuoden päässä. Teknisen kehityksen lisäksi myös regulaatioprosessi on todella pitkä.
Lukuisia rajoituksia
Biomusteiden raaka-aineissa on useita kliinistä käyttöä rajoittavia tekijöitä kuten eläinperäisyys. Muun muassa eläinperäiset hyaluronihappo ja kollageeni ovat yleisiä komponentteja biomusteissa.
Niissä on paljon ongelmia, jotka liittyvät immunologisiin reaktioihin ja eläinpatogeeneihin. Soveltuvuutta rajoittavat myös eettiset näkökohdat ja haastava standardoitavuus.
– Näiden syiden vuoksi emme tutkimuksessamme halunneet käyttää tällaisia raaka-aineita.
Puistola on mukana Heli Skottmanin tutkimusryhmässä, joka vetää vuoteen 2030 kestävää suurta EU-hanketta. Se tähtää teknologian kehittämiseen niin pitkälle, että kliinisiin kokeisiin voitaisiin siirtyä.
Automatisoitua ja kustannustehokasta tuotantoa
Kudosteknologisia tuotteita tehtäessä on tavoitteena, että tukimateriaali hajoaa ympäriltä solujen kasvaessa ja muodostaessa kudosta 3D-ympäristössä. Siksi Puistola käytti pelkästään biohajoavia materiaaleja.
– Kehitin yhteistyössä yliopistotutkija Anni Mörön kanssa biohajoavia biomusteita, jotka tukevat solujen kasvua ja kudosmuodostusta biotulostuksen jälkeen. Ne eivät sisällä eläinperäisiä materiaaleja.
Lisäksi solujen pitää olla kliinisesti relevantteja. Niitä on oltava tarpeeksi, että saadaan tuotettua kudoskappaleita ja skaalattua niitä tuotantoon.
– Tuotannosta pitää tehdä niin automatisoitua ja kustannustehokasta, että on järkevää siirtää niitä potilaskäyttöön.
Monimateriaalitulostusstrategian kehittäminen on Puistolan mukaan erittäin tärkeää, jotta voidaan paremmin jäljitellä luonnollisia kohdekudoksia.
DI Paula Puistolan väitöskirja Developing clinically compatible bioinks and novel multi-material 3D bioprinting strategies – applications in human stem cell based cornea tarkastetaan Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnassa perjantaina 26. syyskuuta.
