3D tisk je velká zpráva: Během svého projevu o stavu Unie vyzval prezident Obama k zahájení výroby výrobních center soustředěných kolem 3D tisku, zatímco začátkem tohoto týdne jsme viděli narození jedné z nejhravějších aplikací této technologie, 3D čmáranice, která vám umožní kreslit pevné plastové předměty ve 3 rozměrech.
Včera lékaři a inženýři společnosti Cornell představili poněkud odlišné použití této technologie: živý umělý ucho vyrobené z živých buněk postavené pomocí technologie 3D tisku. Jejich produkt, popsaný v příspěvku zveřejněném v PLOS ONE, je navržen tak, aby pomáhal dětem narozeným s vrozenými vadami, které jim zanechávají nedostatečně vyvinuté vnější uši, jako jsou mikrotia.
Protéza - která by mohla nahradit dříve použité umělé materiály texturami podobnými polystyrenu nebo použití tkáně chrupavky získané z hrudního koše pacienta - je výsledkem vícestupňového procesu.
Nejprve vědci provedou digitální 3D zobrazení ucha pacienta. Pro svůj prototyp skenovali zdravé pediatrické uši, ale teoreticky by někdy mohli být schopni naskenovat neporušené ucho na druhé straně hlavy pacienta - pokud jejich mikrotia zasáhla pouze jeden z uší - a obrátit digitální obraz, což umožní vytvořit přesnou repliku zdravého ucha.
Dále pomocí 3D tiskárny vytvoří pevnou plastovou formu přesného tvaru ucha a naplní ji kolagenovým gelem s vysokou hustotou, který popisuje jako konzistenci podobnou Jell-O.
3D tiskárna vytváří plastovou formu pro lešení kolagenu ucha. (Obrázek přes Lindsay France / Cornell University Photography) 
Kolagenové ucho, naočkované živými chrupavkovými buňkami a implantované pod kůži. (Obrázek přes Lindsay France / Cornell University Photography) Po tisku vědci zavedou chrupavkové buňky do kolagenové matrice. Pro prototyp použili vzorky chrupavky sklizené z krav, ale v praxi mohli pravděpodobně používat buňky z chrupavky jinde na pacientově vlastním těle.
V průběhu několika dnů v Petriho misce naplněné živinami se chrupavkové buňky rozmnožují a začínají nahrazovat kolagen. Poté může být ucho chirurgicky připevněno k člověku a potaženo kůží, kde buňky chrupavky nadále nahrazují kolagen.
Doposud tým implantoval pouze umělé uši pod kůži na záda laboratorních potkanů. Po 3 měsících připojení k potkanům buňky chrupavky nahradily veškerý kolagen a naplnily celé ucho a protetika si zachovala svůj původní tvar a velikost.
V tiskovém prohlášení spoluzakladatel Jason Spector uvedl, že použití pacientových vlastních buněk by výrazně snížilo pravděpodobnost, že by tělo implantát po operaci odmítlo. Lawrence Bonassar, další spoluautor, poznamenal, že kromě vrozených vad může být protéza také cenná pro ty, kteří ztratí vnější ucho v důsledku rakoviny nebo nehody. Pokud je použito pro dítě s mikrotriemi, ucho v průběhu času neroste spolu s hlavou, takže vědci doporučují počkat na implantaci jedné z jejich protéz, dokud pacientovi nebude 5 nebo 6 let, když uši normálně rostou na více než 80 procent jejich dospělé velikosti.
Největší výhodou nové technologie oproti stávajícím metodám je skutečnost, že výrobní proces je přizpůsobitelný, takže by mohl jednou vyrobit pozoruhodně realisticky vypadající uši pro každého pacienta v rychlém časovém horizontu. Vědci skutečně urychlili tento proces od provádění experimentů zahrnutých ve studii, rozvíjeli schopnost přímo tisknout ucho pomocí kolagenu jako „inkoustu“ a přeskočit výrobu plísní.
Je však ještě třeba vyřešit několik problémů. V tuto chvíli nemají prostředky na to, aby sklidili a kultivovali dost chrupavky pediatrického pacienta, aby si postavili ucho, proto použili vzorky krav. Kromě toho jsou nutné budoucí testy, které prokáží, že chirurgická implantace je bezpečná pro člověka. Tým říká, že tyto problémy plánuje řešit a že by mohl začít s prvním implantátem takového ucha u člověka již v roce 2016.
