Produkce umělých tkání

Místní systém je nastaven tak, že studenti biomedicínského inženýrství se namísto bakalářské práce účastní ročního výzkumného projektu. Protože jde o velmi široké, mezidisciplinární pole, výzkum může být zaměřen na medicínské zobrazovací technologie, syntetickou biologii, komputativní metody, biomechaniku a biomateriály, proteinové a genové inženýrství nebo molekulární a tkáňové inženýrství. Cílem projektu je nabýt extenzivní zkušenost s výzkumem a prakticky užít a rozvinout znalosti biologie, fyziologie, nanotechnologie, elektrotechniky a zpracování signálů. V ideálním případě také práce vede k poznatku umožňujícímu publikování ve vědeckém magazínu.

Přes léto, kdy jsem byl na stáži v Praze, jsme se spolužáky začali vyhlížet výzkumné laboratoře na bostonských univerzitách, v nemocnicích a biotechnologických společnostech. Profesoři z naší univerzity nabízeli několik zajímavých projektů vývoje diagnostických zařízení nebo cílené distribuce léčiv za užití rozpínavých nanočástic. Náš zájem však padl na dva projekty na Harvardské medicíně: biomechanická studie skafolunátního kloubu a 3D fabrikace umělých tkání. O tyto projekty byl ze strany inženýrů obrovský zájem, na základě vhodných předchozích zkušeností a úspěšného pohovoru se nám ale poštěstilo získat nabídku z obou laboratoří. Rozhodli jsme se tedy pro vývoj metody produkce umělých tkání.

Náš projekt se skládá ze dvou částí: fabrikace biokompatibilních bezbuněčných struktur a vícevrstvých tkání obsahujících živé buňky. Pro konstrukci bezbuněčných struktur jako jsou kostní implantáty, využijeme precizní 3D tiskárnu a upravený, biokompatibilní plast. Hlavním cílem je produkce umělých žeber, která mohou být implantována do lidského těla a pomoci při rekonstrukci hrudního koše. Fabrikace buněčných struktur je složitější, protože buňky musí být zasazené v podpůrném hydrogelu obsahujícím kanály umožňující výživu. Pro dosažení tohoto cíle zvolíme alternativní metodu 3D tisku využívající materiály měnící fázi. Výzkumné články popisují podobnou metodu, která umožnila úspěšnou konstrukci lidské kůže nebo 3D morfologie obsahující nervové buňky.

Po počáteční zdlouhavé byrokracii je náš projekt v plném proudu a my máme zbytek podzimu a celý jarní semestr na dosažení těchto cílů. Věříme, že budeme úspěšní a posuneme hranice tkáňového inženýrství o kousek dále.