https://frosthead.com

שמע זאת, 2017: מדענים יוצרים אוזניים חדשות בעזרת הדפסת תלת מימד ותאי גזע אנושיים

בהתחלה, היה שם עכוז האוזניים: עירום, ורוד, ומשלב על גבו תוספת דמויית אוזן גרוטסקית בגודל האוזן של ילד. כשדימוי של "אוזן" מגודל עכבר זה - למעשה חתיכת סחוס שנלקחה מברך של פרה והושתל במכרסם - הופצה באינטרנט, זה זעזע את המדענים ואת הציבור כאחד. אבל זה גם הציע את הפוטנציאל של הנדסת רקמות לחולל מהפכה באפשרויות עבור מי שנזקק לאיברים או לחלקי גוף - במקרה זה, אוזן.

תוכן קשור

  • החוקרים גידלו קיבה אנושית מיניאטורית מתאי גזע
  • שני זוכי פרס נובל החדשים פתחו את תיבת המחקר והשיבוט של תאי הגזע בפנדורה

למרבה הצער, המדע לא תמיד נע בקפיצות חלקות. וכך, 20 שנה לאחר מכן, מכשולים פוליטיים וביורוקרטיים פירשו כי אוזניים מהונדסות גנטית עדיין אינן זמינות מסחרית בארה"ב, שם מאות אלפי אנשים נפגעו באוזניים כתוצאה מפצעי ירי, סרטן האוזן או מיקרוטיה, מום באוזן החיצונית. (בסין החוקרים שפיתחו את עכוז האוזניים בוחנים בימים אלה את הטכניקה של גידול סחוס לאוזניים אצל חולים אנושיים.)

כעת, צוות חוקרים מארה"ב ובריטניה שואפים לשנות זאת. בהשראת המתח האוזני, רופאים מאוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס והמרכז לרפואה רגנרטיבית באוניברסיטת אדינבורו שיכללו טכניקה חדשה לגידול אוזן אנושית שנוצרה במלואה, תוך שימוש בתאי גזע של חולים. הם מתחילים בתבנית פולימרית מודפסת תלת מימדית של אוזן, שמושתלת אז עם תאי גזע שנשאבים משומן. כאשר תאי גזע אלה מתבדלים לסחוס, פיגום הפולימר מתפרק, ומשאיר "אוזן" מלאה העשויה מתאי סחוס בוגרים.

הגישה החדשה יכולה "לשנות את כל תחומי הטיפול הכירורגי", אומר ד"ר קן סטיוארט, אחד החוקרים ומנתח פלסטי בבית החולים המלכותי לילדים חולים.

החוקרים מתמקדים בילדים הסובלים ממיקרוטיה, עיוות מולד הגורם לאוזני החולים להתפתח. התנאי מותיר אנשים עם חתיכת סחוס ועור בצד אחד או משני צידי הראש, יחד עם שלל בעיות שמיעה. נכון לעכשיו, אם חולה מיקרוטיה זקוק לאוזן חדשה, על מנתח להיכנס לגופם ולשאול סחוס מהצלע. לאחר מכן המנתח מגלף את הסחוס הזה לצורת האוזן, מכניס אותו מתחת לעור בצד ראשו של המטופל ומושתל עוד עור בחלקו העליון. השיטה היא מסוכנת ומורכבת ואינה יוצרת אוזן שמרגישה באמת חלק מהמטופל.

עבור הטכניקה החדשה, סטיוארט משתמש בסורק תלת ממד של Artec כדי ליצור דגם דיגיטלי של האוזן הלא מושפעת של המטופל, כך שניתן יהיה להדפיס אותו. (אם לחולה המיקרוטיה יש שתי אוזניים מושפעות, אז סטיוארט ישתמש באוזן של בן משפחה כמודל.) המודל עשוי מפולימרים סינתטיים מסוימים שהחוקרים מצאו שהם מושכים לתאי גזע - כלומר, שתאי גזע נוטים ל תפס אל. עמיתיו, מומחה התחדשות הרקמות ברונו פולט והמרצה הקליני לכירורגיה פלסטית כריס ווסט, מזריקים לאחר מכן את הדגם המודפס בתלת ממד עם תאי הגזע, אשר מטוהרים מרקמת המטופל בעזרת סדרן תאים.

המפתח לתהליך זה הוא העובדה שתאי הגזע נגזרים משומן. ראשית, חילוץ תאי גזע הוא הרבה פחות פולשני מאשר ביצוע שאיבת מח עצם. אולם שומן מכיל גם את הסוג הטוב ביותר של תאי גזע לתהליך מסוג זה, מכיוון שהם בשפע וקל לחילוץ, כפי שהדגישו החוקרים במאמר שפורסם במרץ האחרון בכתב העת Stem Cell Research & Therapy. יתר על כן, רקמת שומן מכילה תאי גזע מזנכימליים: תאי גזע חזקים שיש להם יכולת לצמוח לעצמות, סחוסים, שרירים ושומן חדשים.

החוקרים מדגישים כי לטכנולוגיה זו פוטנציאל לחרוג ממיקרוטיה. זה תקף גם לחולים שאיבדו אוזניים לסרטן, או הזקוקים לחלקי גוף אחרים העשויים סחוס - אף חדש, מפרקי ברכיים חדשים או מפרקי ירך, למשל. זה אפילו יועיל לחולים שעשויים להזדקק לשומן רב יותר; נניח, אם הם נורו בפנים ואיבדו נתח טוב מעצם הלחי.

אז למה זה לקח כל כך הרבה זמן?

מחקר תאי גזע בארה"ב, ובמיוחד זה הכולל תאי גזע עובריים, משך זמן רב את התלהבותם מקבוצות שמרניות ודתיות. המימון הפדראלי למחקר תאי גזע עובריים הוגבל מאוד תחת ממשל בוש השני בשנת 2001. למרות שהנשיא אובמה הפך בהמשך את צו הנשיאות של בוש ופתח את הדלתות למחקר נוסף בתאי גזע בשנת 2009, עדיין נותרו מגבלות של התפתחות. הנחיות שמיכה שהושלכו על כל המחקרים בארה"ב "הקשו במידה מסוימת על מחקר תאי גזע באמריקה", לפי נתוני ווסט מאוניברסיטת אדינבורו.

במילים אחרות, אפילו מחקר שכלל תאי גזע בוגרים - כמו תאי הגזע המזנכימליים שהצוות של ווסט משתמש בהם - נוטים להתגבש עם המחלוקת ההיא. "הצד השמרני של החברה לא רוצה שום קשר למחקר תאי גזע עובריים ולמרבה הצער, הם זרקו את התינוק עם מי האמבט", אומר ווסט. "מכיוון שהייתה התנגדות כזו למחקר תאי גזע, זה עצר את תחום המחקר הרבה יותר רחב מאשר סתם תאי גזע עובריים."

בבריטניה על החוקרים להגיש בקשה לאישור אתי של פאנל עצמאי של מומחים ואנשי פרש, אשר בוחנים את ההצעה ברמה שסוגי מחקר אחרים אינם דורשים. לעומת זאת, סין ידועה באחת ממדיניות הפיקוח על תאי הגזע בעולם. "[סין] מאוד רגועה כשמדובר במחקרים קליניים ובחקירות בבני אדם ותאי גזע", אומר פולט, מאוניברסיטת אדינבורו ואוניברסיטת קליפורניה. "התקנות שלהם בהחלט הרבה יותר רגועות משלנו."

"הייתה להם פתיחה ראשונה", אומר ווסט. "זה לא אומר שהם עשו משהו לא בסדר, זה רק אומר שאנחנו צריכים לעשות מסלול ארוך יותר כדי להגיע לאותה נקודה."

פולט מייחס את ההשלמה האיטית והשיחרור הציבורי של טכנולוגיה זו לתפיסות העולם הישן בנושא הרפואה, ולאופי הרומן של הטכניקה החדשה. "זה פרויקט מיוחד מאוד. יש כמעט משהו אמנותי בפרויקט הזה, "הוא מוסיף וציין כי סטיוארט מגלף את רוב האוזניים שהוא יוצר ביד. עם זאת, למרות שהצוות עדיין עובד עם ה- FDA כדי לקבל אישור לעבוד עם חולים אנושיים, פולט עדיין מקווה שהם יוכלו להשלים את הטכנולוגיה הזו ולהחיל אותה על מטופלים תוך חודשים ספורים.

"באופן אידיאלי, הקולגות שלי יוכלו להשתמש בזה", הוא אומר, "אני מאוד מעוניין בהשפעה הרפואית בפועל."

הערת העורך, 3 בינואר, 2017: במאמר זה נכתב במקור כי סורק ה- Artec 3D שימש להדפסת מודל האוזניים; הוא משמש למעשה לסריקת אוזנו של המטופל.

שמע זאת, 2017: מדענים יוצרים אוזניים חדשות בעזרת הדפסת תלת מימד ותאי גזע אנושיים