Odkritje se je zgodilo, kot to počne toliko odkritij, po naključju.
Adam Jakus, tedaj podoktorski raziskovalec znanosti o materialih na univerzi Northwestern, je delal z biološkim "črnilom", ki ga njegov laboratorij uporablja za 3D tiskanje jajčnikov. V začetku tega leta so tkivno črnilo uspešno uporabljali za gradnjo jajčnikov, ki dejansko delujejo, kar je vodilo do rojstva zdravih miši mladičev. Jakus, ki je stal pod pokrovom dima, je potrkal na zabojnik in ga prelil na klop. Ko ga je začel pospravljati, je nastal trden list.
"Super se mi je zdelo, " je rekel Jakus. "Če ustvarite nov biomaterial in ga ne morete pobrati, če se razgradi, ko ga poberete, je neuporaben.
"Izklopil sem žarnico -" to lahko storimo z vsemi drugimi tkivi, s katerimi delamo v našem laboratoriju. "
Tako sta se Jakus in njegovi sodelavci lotila preizkušanja njegove hipoteze. Namerno so razlili črnilo ali ga vlili v kalupe, da bi ustvarili ravne liste. Preizkušali so različne vrste bio črnil, narejene z različnimi organi ali tkivi. Za organe so se obrnili na lokalne mesarje v Chicagu, ki so kupili prašičja srca, prašičje jetre in različno mišično meso. Da bi ustvarili črnila, so "dellularalizirali" organe ali tkiva, kar pomeni, da so odstranili celice in za seboj pustili strukturne beljakovine, znane kot zunajcelični matriks. Ta postopek je bil že dobro uveljavljen iz dela laboratorija s 3D-tiskanjem. Odpadne organe smo nato posušili do praška in združili s polimerom ter nato vlili v papir.
Tako dobljeni papirji vsebujejo sledi kemikalij in beljakovinske arhitekture organov, iz katerih so bili narejeni. Papirji za srce ohranjajo tako rekoč njihov "srčni spomin". To pomeni, da papirji lahko spodbudijo bližnje celice, da se obnašajo na specifičen način. To bi lahko privedlo do različnih načinov uporabe, ki so jih raziskovali več laboratorij na severozahodu.
Znanstveni laboratorij za razmnoževanje na univerzi testira papir tkiva jajčnikov, da rastejo folikli jajčnikov (celice, ki proizvajajo jajčeca in hormone). Folikli, gojeni iz papirja, so uspešno proizvedli pravilne hormone. Teoretično bi lahko pod kožo ženske, ki je zaradi bolezni ali kemoterapije izgubila delovanje hormonov, vsadil trak papirja za jajčnike, kar bi lahko povrnilo delovanje hormona in plodnost.
Prispevki bi lahko pomagali tudi s 3D natisnjenimi jajčniki, da bi naredili preskok z miši na človeka. Mišični jajčniki imajo okoli sebe vrečko z maščobo, kar olajša vsaditev 3D natisnjenega jajčnika v mišje telo. Ljudje nimajo te maščobne vrečke, zato bi bilo implantacija jajčnika veliko težja. Toda tkivne papirje bi lahko uporabili za izdelavo umetne vrečke, ki bi ji nato vsadili 3D natisnjen jajčnik, pravi Jakus.
Papirji o mišičnem tkivu bi lahko pomagali tudi pri celjenju ran in obnovi.
"Plastični kirurgi so rekli, da bi bili popolni za obnovo in regeneracijo obraznih mišic, " pravi Jakus. "Tanek je, zato je idealen za ravne, zapletene mišice obraza."
To bi lahko pomagalo ljudem, katerih obrazne mišice so bile poškodovane zaradi travme ali izpuščene plastične kirurgije, pravi Jakus, pa tudi otrokom, ki so se rodili s prirojenimi okvarami obraza.
Papirji iz tkiv se zdijo podobni phyllo testo, pravi soavtor študije Ramille Shah, vodja laboratorija, kjer se je Jakus nenamerno razlil. Ko se posušijo, jih lahko zložimo v hladilnik ali zamrzovalnik. Lahko se celo večkrat zložijo - Jakus jih je zložil v drobne ptice iz origami. Če so mokri papirji ne razpadajo, kot bi bil tiskalniški papir, ampak jih je mogoče zviti, zložiti, razrezati in zašiti.
V zadnjih nekaj letih je bila regenerativna medicina - ustvarjanje novih organov in tkiv s 3D tiskanjem in drugimi tehnikami vzbujala veliko vznemirjenja. Tudi to je povzročilo nekaj polemike, kritiki pa se sprašujejo, ali so njegove obljube pretirane, saj je resnična koristnost za ljudi lahko mnogo let navzdol.
Naslednji korak novih dokumentov bo več testiranja na živalih, pravi Jakus. Ocenjuje, da bi nekatere papirne tkiv, zlasti papirje za mišice, v petih letih lahko uporabljali v operacijskih dvoranah. Ljudska uporaba jajčnih papirjev bi lahko trajala še nekaj let, pravi. Čez 20 let Jakus pravi, da bi rad videl, da se tkivni papirji uporabljajo skupaj s tehnologijo 3D-tiskanja za ustvarjanje zapletenih bioloških struktur. Na primer, 3D-natisnjena kost bi lahko bila obdana z mišicami in živci papirnatega papirja, kar bi ustvarilo nogo, ki je bila v nesreči močno poškodovana. Obstaja tudi možnost, da nekega dne skupaj uporabimo tehnologijo 3D tiskanja in papir za papir, da naredimo polne organe za presaditev.
"Izdelava papirja je bila razmeroma enostavna, " pravi Jakus. "Težki del jih resnično preizkuša."
Raziskava je bila objavljena v začetku tega meseca v reviji Advanced Functional Materials .
