Перспективи технології 3D біодруку структур штучних органів

  • Є. В. Сідь ДЗ «Запорізька медична академія післядипломної освіти Міністерства охорони здоров’я України», м. Запоріжжя, Україна
DOI: https://doi.org/10.30702/transpaorg/08_20.0112/108-115/77
Ключові слова: 3D біодрук, швидке прототипування, біофабрикація, тканинна інженерія

Анотація

Резюме. Трансплантаційні технології на сьогодні є високоефективними сучасними методами медичної допомоги хворим з необоротною стадією хронічних захворювань життєво важливих органів. Успіхи трансплантології дозволили розпочати вирішення проблем підвищення якості життя пацієнтів, які живуть із трансплантованим органом, їх адаптації в соціум, повернення до трудової діяльності, повноцінних сімейних відносин.

Метою дослідження було проведення аналізу сучасних літературних джерел, пов’язаних з перспективою застосування технології біодруку 3D структур штучних органів.

Дефіцит донорських органів для трансплантації, дорожнеча традиційної пересадки і проблеми імуносумісності донорських тканин призвів до пошуків альтернативних, економічних і ефективних технологій органозаміщення. Існують різні методи виготовлення 3D структур, кожен з яких має як свої переваги, так і недоліки. Технологію обирають залежно від властивостей матеріалу, бажаних характеристик готової конструкції та сфери її застосування. На сьогодні біопринтери здатні досить швидко надрукувати кісткові і хрящові імплантати.
Отже, нині 3D біодрук стає справжнім проривом і в регенеративній медицині. З кожним днем з’являється все більше і більше різних методик для удосконалення цієї технології.

Посилання

  1. Nikonenko AS. [The state and prospects of development transplantation in Ukraine]. Suchasnі medychnі tekhnolohіi. 2011;3-4:12-14. Russian.
  2. Bagnenko SF, Reznik ON. [Key Problems of Transplantation Development and the Objectives of Higher Medical Education]. Transplantologiya. The Russian Journal of Transplantation. 2017;9(3):192-210. Russian. https://doi.org/10.23873/2074-0506-2017-9-3-192-210
  3. Bezinover D, Saner F. Organ transplantation in the modern era. BMC Anesthesiol. 2019 Mar 4; 19(1):32. doi: 10.1186/s12871-019-0704-z
  4. Sethi S, Choi J, Toyoda M, Vo A, Peng A, Jordan SC. Desensitization: overcoming the immunologic barriers to transplantation. J Immunol Res. 2017;2017:6804678. https://doi.org/10.1155/2017/6804678
  5. Allison TL. Immunosuppressive Therapy in Transplantation. Nurs Clin North Am. 2016 Mar;51(1):107-20. https://doi.org/10.1016/j.cnur.2015.10.008
  6. Gautier SV. [Transplantology of the 21st century: High technologies in medicine and innovations in biomedical science]. Russian Journal of Transplantology and Artificial Organs. 2017;19(3):10-32.Russian. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2017-3-10-32
  7. Shulga VM. [State regulation in the field of transplantation of organs and other anatomical materials:concept and nature]. Public administration aspects. 2017;5(3-4(41-42)):26-35. Ukrainian. https://doi.org/10.15421/1520176
  8. Haidar G, Singh N. Viral infections in solid organ transplant recipients: novel updates and a review of the classics. Curr Opin Infect Dis. 2017 Dec;30(6):579-588. https://doi.org/10.1097/QCO.0000000000000409
  9. Mikhel DV, Reznik ON. [Shortage of donor organs as a global problem: cultural differences, inequalities, and alternative strategies of self-sufficiency]. In: Reznik ON, editor. Socio-humanitarian problems of organ donation: interdisciplinary research. Moscow:4Print;2018. p. 11-58. Russian.
  10. Kapitonova EA, Romanovskaya OV, Romanovskii GB. [Legal regulation of transplantation]. Moscow: Prospekt; 2016. Russian.
  11. Matesanz R, Mahillo B, Alvarez M, et al. International figures on donation and transplantation-2014. Newsletter Transplant. Spain: Organización Nacional de Trasplantes. 2015;20:1-64.
  12. Girlanda R. Deceased organ donation for transplantation: challenges and opportunities. World J Transplant. 2016 Sep 24;6(3):451-9. https://doi.org/10.5500/wjt.v6.i3.451
  13. Hench L, Jones D. [Biomaterials, artificial organs and tissue engineering]. Moscow: Tehnosfera; 2007.
  14. Shtilman MI. [Biomaterials are an important area of biomedical technologies]. Bulletin of Russian State Medical Universit. 2016;5:4-15. Russian.
  15. Gorbatov RO, Romanov AD. [Bioprinting of organs and tissues]. Journal of Volgograd State Medical University, 2017;3(63):3-9. Russian. https://doi.org/10.19163/1994-9480-2017-3(63)-3-9
  16. Medvedev MP, Fomina MA. [3D printing as a new era in medicine]. Novaya nauka: Ot idei k rezultatu. 2016; 4(11):16-19. Russian.
  17. Pisina LM. [Artificial organ. innovative method]. Novaya nauka: Problemi i perspektivi. 2016;53(79):27-29. Russian.
  18. Zhang YS, Yue K, Aleman J, Moghaddam KM, Bakht SM, Yang J, et al. 3D bioprinting for tissue and organ fabrication. Ann Biomed Eng. 2017 Jan;45(1):148-163. https://doi.org/10.1007/s10439-016-1612-8
  19. Murphy SV, Atala A. 3D bioprinting of tissues and organs. Nat Biotechnol. 2014 Aug;32(8):773-85. https://doi.org/10.1038/nbt.2958
  20. Wang Q, Xia Q, Wu Y, Zhang X, Wen F, Chen X, et al. 3D-printed atsttrin-incorporated alginate/hydroxyapatite scaffold promotes bone defect regeneration with TNF/TNFR signaling involvement. Adv Healthc Mater. 2015 Aug 5;4(11):1701-8. https://doi.org/10.1002/adhm.201500211
  21. Mironov VA. [3D same results for bioprinting: organs on any order]. Initsiativi XXI veka. 2013;4:94-100. Russian.
  22. Derby B. Printing and prototyping of tissues and scaffolds. Science. 2012 Nov 16;338(6109):921-6. https://doi.org/10.1126/science.1226340
  23. Jungling MK, Wood PA, Koike Y. MedTech: 3D Printing – A Solution for Innovation. Morgan Stanley, Blue Paper. 2013 Sept 5.
  24. Shmarin NV, Karelina AA. [3D-bioprinter-printing of donor organs and tissues for transplantology]. Innovatsionnoe razvitie sovremennoi nauki: problemi, zakonomernosti, perspektivi: Proceedings of the 5th International Scientific and Practical Conference; 2017 Dec 10; Penza, Russia. p. 334-336. Russian.
  25. Hesuani YD, Pereira FD, Parfenov V, Koudan E, Mitryashkin A, Replyanski N, et al. Design and implementation of novel multifunctional 3D bioprinter. 3D Printing and Additive Manufacturing. 2016; 3(1):64-68. https://doi.org/10.1089/3dp.2015.0040
  26. Ozbolat IT, Moncal KK, Gudapati H. Evaluation of bioprinter technologies. Additive Manufacturing. 2017;13:179-200. https://doi.org/10.1016/j.addma.2016.10.003
  27. Fadeeva SA, Sitdikova ID, Meshkov AV, Kamaletdinova AA, Gordeeva AV, Vasileva EV, et al. [Actual problems of biocomposition of materials of medical purpose in additive technologies]. Advances in Science and Technology: Proceedings of the 15th International Scientific and Practical Conference; 2018 Jule 31; Moscow, Russia. Moscow; 2018. p. 28-30.
  28. Richards D, Jia J, Yost M, Markwald R, Mei Y. 3D bioprinting for vascularized tissue fabrication. Ann Biomed Eng. 2017 Jan;45(1):132-147. https://doi.org/10.1007/s10439-016-1653-z
  29. Neff EP. Printing cures: Organovo advances with 3D-printed liver tissue. Lab Anim (NY). 2017 Feb 17;46(3):57. https://doi.org/10.1038/laban.1203
  30. Khademhosseini A, Camci-Unal G, editors. 3D Bioprinting in Regenerative Engineering: Principles and Applications. 1st ed. Boca Raton:CRC Press;2018. https://doi.org/10.1201/b21916
  31. Choudhury D, Anand S, Naing MW. The arrival of commercial bioprinters - Towards 3D bioprinting revolution. Int J Bioprint. 2018 Jun 17;4(2):139. https://doi.org/10.18063/IJB.v4i2.139
  32. Tokarev BE, Tokarev RB. [Market outlook analysis of the 3D bio-printing technologies]. Internet-zhurnal Naukovedenie [Internet]. 2016 [cited 2020 Aug 01];2(8):[about 16 p.]. Available from: http://naukovedenie.ru/PDF/33EVN216.pdf. Russian.
Опубліковано
2020-12-16
Як цитувати
Сідь , Є. В. (2020). Перспективи технології 3D біодруку структур штучних органів. Трансплантація та штучні органи, (1(01), 109-116. https://doi.org/10.30702/transpaorg/08_20.0112/108-115/77
Номер
Трансплантація та штучні органи №1(01) 2020
Розділ
ОГЛЯДИ