How to 3D print human tissue - Taneka Jones

Translator: Tania Annisa Noza Reviewer: Ade Indarta

There are currently hundreds of thousands of people on transplant lists,

Saat ini ada ribuan orang berada dalam daftar transplantasi

waiting for critical organs like kidneys, hearts, and livers

menunggu organ kritis seperti ginjal, jantung dan hati

that could save their lives.

yang dapat menyelamatkan nyawanya.

Unfortunately,

Sayangnya,

there aren’t nearly enough donor organs available to fill that demand.

tidak banyak donor organ yang tersedia untuk memenuhi permintaan tersebut.

What if instead of waiting,

Bagaimana jika alih-alih menunggu,

we could create brand-new, customized organs from scratch?

kita dapat membuat organ baru yang dapat disesuaikan dari awal?

That’s the idea behind bioprinting,

Itulah ide di balik bioprinting,

a branch of regenerative medicine currently under development.

cabang kedokteran regeneratif yang saat ini sedang dikembangkan.

We’re not able to print complex organs just yet,

Kita belum bisa mencetak organ kompleks,

but simpler tissues including blood vessels and tubes

tapi jaringan sederhana seperti pembuluh darah dan tabung

responsible for nutrient and waste exchange

yang bertanggung jawab untuk pertukaran nutrisi dan limbah

are already in our grasp.

sudah ada di tangan kita.

Bioprinting is a biological cousin of 3-D printing,

Bioprinting merupakan sepupu biologis dari 3D printing.

a technique that deposits layers of material on top of each other

sebuah teknik yang memasukkan lapisan material di atas satu sama lain

to construct a three-dimensional object one slice at a time.

untuk membentuk objek tiga dimensi satu lapisan sekaligus.

Instead of starting with metal, plastic, or ceramic,

Alih-alih dimulai dengan logam, plastik atau keramik,

a 3-D printer for organs and tissues uses bioink:

3D printer untuk organ dan jaringan menggunakan bioink.

a printable material that contains living cells.

material yang dapat dicetak berisikan sel hidup.

The bulk of many bioinks are water-rich molecules called hydrogels.

Sebagian besar dari bioink adalah molekul kaya air yang disebut hydrogels.

Mixed into those are millions of living cells

Dicampur menjadi jutaan sel hidup

as well as various chemicals that encourage cells to communicate and grow.

serta berbagai bahan kimia yang mendorong sel untuk berkomunikasi dan tumbuh.

Some bioinks include a single type of cell,

Beberapa bioink memiliki satu jenis sel,

while others combine several different kinds to produce more complex structures.

sementara yang lain menggabungkan beberapa yang berbeda jenis

untuk menghasilkan struktur yang lebih kompleks.

Let’s say you want to print a meniscus,

Katakanlah, kamu ingin mencetak sebuah meniskus,

which is a piece of cartilage in the knee

yang merupakan bagian tulang rawan di lutut

that keeps the shinbone and thighbone from grinding against each other.

yang menjaga tulang kering dan tulang paha dari menggiling satu sama lain.

It’s made up of cells called chondrocytes,

Itu dibuat dari beberapa sel yang bernama kondrosit,

and you’ll need a healthy supply of them for your bioink.

dan kamu akan membutuhkan persediaan sehat kondrosit untuk bioink.

These cells can come from donors whose cell lines are replicated in a lab.

Sel tersebut dapat datang dari donor yang garis selnya telah direplikasi di lab.

Or they might originate from a patient’s own tissue

Atau dapat berasal dari jaringan pasien sendiri

to create a personalized meniscus less likely to be rejected by their body.

untuk membentuk meniskus yang

kecil kemungkinannya untuk ditolak oleh tubuh mereka.

There are several printing techniques,

Ada beberapa teknik pencetakan,

and the most popular is extrusion-based bioprinting.

dan teknik populer adalah bioprinting berbasis ekstrusi.

In this, bioink gets loaded into a printing chamber

Dalam hal ini, bioink dimuat ke dalam ruang pencetakan

and pushed through a round nozzle attached to a printhead.

dan didorong melalui nosel bundar yang terpasang pada printhead.

It emerges from a nozzle that’s rarely wider than 400 microns in diameter,

Itu muncul dari nosel yang diameternya jarang lebih dari 400 mikron,

and can produce a continuous filament

dan dapat menghasilkan filamen terus menerus

roughly the thickness of a human fingernail.

yang sekiranya setebal kuku manusia.

A computerized image or file guides the placement of the strands,

Gambar atau file yang terkomputerisasi memandu penempatan sebuah helai

either onto a flat surface or into a liquid bath

baik ke permukaan datar atau ke dalam cairan

that’ll help hold the structure in place until it stabilizes.

yang dapat membantu menahan struktur di tempatnya sampai stabil.

These printers are fast, producing the meniscus in about half an hour,

Pencetak ini cepat, menghasilkan meniskus dalam waktu setengah jam.

one thin strand at a time.

satu helai tipis pada suatu waktu.

After printing, some bioinks will stiffen immediately;

Setelah mencetak, beberapa bioink akan langsung kaku;

others need UV light or an additional chemical or physical process

yang lainnya butuh cahaya UV,

atau bahan kimia tambahan atau proses fisik

to stabilize the structure.

untuk menstabilkan struktur.

If the printing process is successful,

Jika proses cetak berhasil,

the cells in the synthetic tissue

sel yang berada di jaringan sintesis

will begin to behave the same way cells do in real tissue:

akan mulai berperilaku dengan cara yang sama sel lakukan di jaringan asli:

signaling to each other, exchanging nutrients, and multiplying.

memberi sinyal kepada satu sama lain, menukar nutrisi dan berkembang biak.

We can already print relatively simple structures like this meniscus.

Kita sudah dapat mencetak jaringan sederhana seperti meniskus ini.

Bioprinted bladders have also been successfully implanted,

Kandung kemih bioprint juga telah berhasil ditanamkan

and printed tissue has promoted facial nerve regeneration in rats.

dan jaringan cetak telah mempromosikan wajah regenerasi saraf pada tikus.

Researchers have created lung tissue, skin, and cartilage,

Peneliti telah membuat jaringan paru-paru, kulit dan tulang rawan,

as well as miniature, semi-functional versions of kidneys, livers, and hearts.

serta miniatur, versi semi-fungsional dari ginjal, hati, dan jantung.

However, replicating the complex biochemical environment

Namun, mereplikasi lingkungan kompleks biokimia

of a major organ is a steep challenge.

dari organ utama adalah tantangan curam.

Extrusion-based bioprinting may destroy

Bioprinting berbasis ekstrusi dapat menghancurkan

a significant percentage of cells in the ink if the nozzle is too small,

persentase yang signifikan dalam tinta jika nosel terlalu kecil,

or if the printing pressure is too high.

atau jika tekanan cetak terlalu tinggi.

One of the most formidable challenges

Salah satu tantangan yang paling berat

is how to supply oxygen and nutrients to all the cells in a full-size organ.

adalah cara untuk memasok oksigen dan nutrisi ke semua sel

dalam organ ukuran penuh.

That’s why the greatest successes so far

Itulah mengapa sukses terbesar sejauh ini

have been with structures that are flat or hollow—

adalah dengan struktur yang rata atau berlubang--

and why researchers are busy developing ways

dan itu mengapa peneliti sibuk mengembangkan cara

to incorporate blood vessels into bioprinted tissue.

untuk memasukkan pembuluh darah ke dalam jaringan dicetak.

There’s tremendous potential to use bioprinting

Ada potensi luar biasa untuk menggunakan bioprinting

to save lives and advance our understanding

untuk menyelamatkan nyawa dan memajukan pemahaman

of how our organs function in the first place.

terhadap bagaimana organ kita bekerja.

And the technology opens up a dizzying array of possibilities,

Dan teknologi membuka berbagai kemungkinan yang memusingkan,

such as printing tissues with embedded electronics.

seperti mencetak jaringan dengan elektronik yang tertanam.

Could we one day engineer organs that exceed current human capability,

Bisakah kita suatu hari merancang organ

yang melebihi kemampuan manusia saat ini

or give ourselves features like unburnable skin?

atau memberikan diri kita fitur kulit yang tak dapat terbakar?

How long might we extend human life by printing and replacing our organs?

Seberapa lama kita dapat memperpanjang hidup manusia

dengan mencetak dan mengganti organ kita?

And exactly who—and what—

Dan tepatnya siapa-- dan apa--

will have access to this technology and its incredible output?

yang akan memiliki akses kepada teknologi ini

dan hasil menakjubkannya?