How to 3D print human tissue - Taneka Jones

Çeviri: Ozay Ozaydin Gözden geçirme: Can Boysan

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

Organ nakil listelerinde şu anda yüz binlerce insan

waiting for critical organs like kidneys, hearts, and livers

böbrek, kalp ve karaciğer gibi hayatlarını kurtaracak

that could save their lives.

organı bekliyorlar.

Unfortunately,

Ne yazık ki,

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

bu talebi karşılayacak kadar organ bağışlanmış durumda değil.

What if instead of waiting,

Peki ya beklemek yerine

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

yeni ve kişiselleştirilmiş organları sıfırdan yaratabilseydik.

That’s the idea behind bioprinting,

İşte canlandırıcı tıbbın yeni bir dalı olan

a branch of regenerative medicine currently under development.

biyobaskının altında yatan fikir bu.

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

Henüz karmaşık organları basamıyoruz

but simpler tissues including blood vessels and tubes

ama besin ve atık değişiminden sorumlu olan

responsible for nutrient and waste exchange

kan damarları ve tüpler gibi

are already in our grasp.

daha basit dokuları basmak şu anda mümkün.

Bioprinting is a biological cousin of 3-D printing,

Biyobaskı, üç boyutlu baskının biyolojik kuzeni

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

ve bir seferde üç boyutlu bir obje oluşturmak için

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

objenin katmanlarının üst üste konulduğu bir teknik.

Instead of starting with metal, plastic, or ceramic,

Metal, plastik ya da seramik ile başlamak yerine

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

organ ve dokuların üç boyutlu yazıcısı biyomürekkep kullanır,

a printable material that contains living cells.

bu mürekkep, canlı hücreler içeren basılabilir bir malzemedir.

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

Biyomürekkebin büyük bir kısmı hidrojel denen su zengini moleküllerden oluşur.

Mixed into those are millions of living cells

Bunların içine milyonlarca yaşayan hücre

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

ve hücreleri iletişim kurmaya ve büyümeye teşvik edecek kimyasallar karıştırılır.

Some bioinks include a single type of cell,

Bazı biyomürekkepler tek tür hücre içerirken

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

bazıları farklı türleri birleştirmek için daha karmaşık yapılar oluşturur.

Let’s say you want to print a meniscus,

İncik ve uyluk kemiklerinin birbirine sürtmesini engelleyen

which is a piece of cartilage in the knee

ve dizdeki kıkırdak parçası olan

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

menisküsü basmak istiyorsunuz diyelim.

It’s made up of cells called chondrocytes,

Kondrosit adı verilen kıkırdak hücrelerinden oluşur

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

ve biyomürekkep için bunların sağlıklı bir kaynağına ihtiyacınız var.

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

Bu hücreler hücre çizgileri laboratuvarda çoğaltılmış bağışçılardan gelebilir

Or they might originate from a patient’s own tissue

veya vücutlarının reddetme olasılığı daha az olan

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

kişiselleştirilmiş menisküsü oluşturmak için hastanın kendi dokusundan alınabilir.

There are several printing techniques,

Çeşitli baskı teknikleri var,

and the most popular is extrusion-based bioprinting.

en popüleri ise sıkma-temelli biyobaskı.

In this, bioink gets loaded into a printing chamber

Bu baskı türünde biyomürekkep bir baskı haznesine yüklenir,

and pushed through a round nozzle attached to a printhead.

ve yazıcı kafasına eklenmiş yuvarlak bir ağızlıktan ittirilir.

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

400 mikrondan nadiren daha geniş olan bir ağızlıktan çıkar

and can produce a continuous filament

ve hemen hemen insan tırnağı kalınlığında olan

roughly the thickness of a human fingernail.

aralıksız bir lif oluşturabilir.

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

Bilgisayarla işlenmiş resim veya dosya

either onto a flat surface or into a liquid bath

sağlamlaşana kadar kendi yapısını korumaya yardım eden lifleri

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

ya düz bir yüzeye ya da sıvı banyosuna yönlendirir.

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

Bu yazıcılar bir seferde menisküsün ince bir lifini yaklaşık bir saatte

one thin strand at a time.

üretebilecek kadar hızlıdır.

After printing, some bioinks will stiffen immediately;

Baskıdan sonra bazı biyomürekkepler anında sertleşir;

others need UV light or an additional chemical or physical process

diğerleri ise yapılarını sağlamlaştırmak için ultraviyole ışığa,ilave bir kimyasala

to stabilize the structure.

veya fiziksel sürece ihtiyaç duyarlar.

If the printing process is successful,

Baskı süreci başarılı olursa

the cells in the synthetic tissue

sentetik dokudaki hücreler

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

birbirlerine sinyaller göndererek, besin değişimi yaparak ve çoğalarak

signaling to each other, exchanging nutrients, and multiplying.

gerçek hücredeki gibi davranmaya başlarlar.

We can already print relatively simple structures like this meniscus.

Menisküs gibi nispeten basit yapıları zaten basabiliyoruz.

Bioprinted bladders have also been successfully implanted,

Biyobasılmış mesaneler de başarıyla yerleştirildi

and printed tissue has promoted facial nerve regeneration in rats.

ve basılmış dokular da farelerde yüz sinirlerinin yeniden oluşmasını sağladı.

Researchers have created lung tissue, skin, and cartilage,

Araştırmacılar akciğer dokusu deri ve kıkırdakların yanında,

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

böbreğin, karaciğerin ve kalbin minyatür ve yarı-işlevsel versiyonlarını ürettiler.

However, replicating the complex biochemical environment

Ancak, hayati bir organın karmaşık biyokimyasal ortamını kopyalamak

of a major organ is a steep challenge.

çok zor bir iş.

Extrusion-based bioprinting may destroy

Ağızlık çok küçükse veya baskı basıncı çok yüksekse

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

Sıkma-temelli biyobaskı

or if the printing pressure is too high.

mürekkepteki çok sayıda hücreyi yok edebilir.

One of the most formidable challenges

En zorlu engellerden biri de

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

oksijen ve besinin gerçek boyuttaki bir organa nasıl tedarik edileceği.

That’s why the greatest successes so far

Bu yüzden şu ana kadarki en büyük başarılar

have been with structures that are flat or hollow—

düz ya da içi boş yapılarla elde edildi-

and why researchers are busy developing ways

bu yüzden araştırmacılar kan damarlarını

to incorporate blood vessels into bioprinted tissue.

biyobaskılanmış dokuyla birleştirecek yollar geliştirmekle meşgul.

There’s tremendous potential to use bioprinting

Her şeyden önce, hayat kurtarmak

to save lives and advance our understanding

ve organların nasıl çalıştığına dair kavrayışımızı

of how our organs function in the first place.

geliştirmek için muazzam bir biyobaskı kullanım gücü var.

And the technology opens up a dizzying array of possibilities,

Teknoloji, ankastre elektroniklerin dokularını basmak gibi

such as printing tissues with embedded electronics.

baş döndürücü olasılıklar dizisini önümüze seriyor.

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

Bir gün güncel insan kabiliyetini aşan organlar üretebilecek miyiz?

or give ourselves features like unburnable skin?

Veya kendimize yanmaz deri gibi özellikler ekleyebilecek miyiz?

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

Organlarımızı basıp yenileyerek insan hayatını ne kadar uzatabiliriz?

And exactly who—and what—

Ve bu teknolojiye ve onun inanılmaz ürünlerine

will have access to this technology and its incredible output?

tam anlamıyla kimlerin ve neyin erişimi olacak?