A felfedezés véletlenül történt, amint oly sok felfedezés történik.
Adam Jakus, aki akkoriban a Northwestern University anyagdoktori posztdoktori kutatója volt, a laboratóriumának a petefészeknyomtatáshoz használt biológiai „tintájával” dolgozott. Ez év elején a szöveti tintát sikeresen felhasználták a ténylegesen működő petefészek kialakításához, egészséges egerek kölykök születéséhez vezetve. A laboratóriumi páraelszívó alatt állva Jakus átkopogott a tartály fölött, és a laboratóriumi padra öntötte. Mire megtisztította, szilárd lap lett.
- Nagyon jól érezte magát - mondta Jakus. „Ha készít egy új biológiai anyagot, és nem tudja felvenni, vagy szétesik, amikor felveszi, akkor haszontalan.
"Kihúztam ezt a villanykörtét -" megtehetjük ezt az összes többi szövettel, amelyekkel a laboratóriumban dolgozunk. ""
Tehát Jakus és kollégái elkezdték próbálni a hipotézisét. Szándékosan kiömlöttek vagy tintákba öntötték a lapokat. Különböző típusú bio tintákat teszteltek, amelyek különféle szervekből vagy szövetekből készültek. A szervekkel kapcsolatban Chicagóban a helyi hentesekhez fordultak, sertés szívét, sertésmáját és különféle izomhúsokat vásároltak. A tinták elkészítéséhez a szerveket vagy szöveteket „dellularizálják”, azaz eltávolítják a sejteket, és az extracelluláris mátrix néven ismert szerkezeti fehérjék maradnak hátra. Ez a folyamat már a laboratóriumi 3D nyomtatás során végzett munkájából jól megalapozott volt. A dellularizált szerveket ezután porra szárítottuk, és polimerrel kombináltuk, majd papírba öntöttük.
A kapott papírok a vegyi anyagok nyomait és a szervek protein architektúráját tartalmazzák. A szívdokumentumok fenntartják a szív emlékének egy részét. Ez azt jelenti, hogy az iratok arra ösztönzik a közeli sejteket, hogy meghatározott módon viselkedjenek. Ez különféle felhasználásokhoz vezethet, amelyeket számos Northwestern laboratórium vizsgált.
Az egyetemen működő reproduktív tudományos laboratórium petefészek szövetpapírt tesztelt a petefészek tüszők (petesejteket és hormonokat termelő sejtek) termesztésére. A papíron termesztett tüszők sikeresen előállították a megfelelő hormonokat. Elméletileg egy petefészket tartalmazó papírszalagot beültethetnek egy olyan nő bőrébe, aki a betegség vagy a kemoterápia miatt elvesztette a hormonfunkciót, potenciálisan helyreállítva hormonfunkcióját és termékenységét.
A papírok potenciálisan segíthetnek a 3D-ben nyomtatott petefészkekben az egerekből az emberekhez történő ugrásban. Az egerek petefészkeinek zsírzsákja van körülöttük, ami megkönnyíti a 3D-s nyomtatott petefészek implantálását egy egértestbe. Az embereknek nincs ez a zsírzsák, így a petefészek implantálása sokkal nehezebb lenne. A szövetpapírokkal azonban mesterséges zsákot lehet készíteni, amelybe 3D-s nyomtatott petefészket implantálnak - mondja Jakus.
Az izomszövet papírok is segíthetnek a sebgyógyulásban és az újjáépítésben.
"A plasztikai sebészek szerint tökéletesek lennének az arcizmok javítására és regenerálására" - mondja Jakus. "Vékony, ezért tökéletes az arc lapos, bonyolult izmaihoz."
Ez segíthet azoknak az embereknek, akiknek az arcizma megsérült a trauma vagy a plasztikus műtét miatt. - mondja Jakus, valamint az arc veleszületett defektusával született gyermekek számára.
A szöveti papírok hasonlóak a phyllo tésztához - mondja Ramille Shah, a laboratóriumi vezető, a laboratórium vezetője, ahol Jakus véletlenszerű kiömlött. Száraz állapotban hűtőszekrényben vagy fagyasztóban rakhatók össze. Sokkal többször is hajtogathatók - Jakus apró origami madarakká hajtotta őket. Nedvesen a papírok nem bomlanak el úgy, mint a nyomtatópapír, hanem tekercselhetők, összehajthatók, vághatók és összevarrtak.
A regeneratív orvoslás - új szervek és szövetek előállítása 3D-s nyomtatás és más technikák segítségével - az elmúlt években sok izgalmat váltott ki. Ez szintén némi ellentmondást váltott ki, és a kritikusok azon gondolkodtak, vajon túllicitálták-e az ígéreteit, mivel az emberek valódi hasznossága sok évvel később lehet.
Az új dokumentumok következő lépése több állatkísérlet lesz - mondja Jakus. Becslése szerint néhány szövetpapír, különösen az izompapír, öt éven belül felhasználható lenne a műtőben. A petefészek papírok emberi felhasználása még néhány évbe telhet, mondja. 20 év alatt Jakus azt mondta, hogy szeretné, ha a szövetpapírokat 3D nyomtatási technológiával együtt használják összetett biológiai struktúrák létrehozására. Például, egy 3D-s nyomtatott csontot körbe lehet helyezni szöveti papír izmok és idegek, újból kialakítva egy baleset során súlyosan sérült lábat. Arra is lehetősége van, hogy egy napon használja a 3D nyomtatási technológiát és a szövetpapírokat, hogy teljes szervet készítsenek az átültetéshez.
"A szövetpapírok készítése viszonylag egyszerű volt" - mondja Jakus. "A nehéz feladat valóban a tesztelésük."
A kutatást a hónap elején tették közzé az Advanced Functional Materials folyóiratban.
