Percetakan organ: Perbedaan antara revisi

Konten dihapus Konten ditambahkan
Baris 9:
Percetakan 3D untuk menghasilkan konstruksi seluler pertama kali diperkenalkan pada tahun 2003, ketika Thomas Boland dari [[ Universitas Clemson|Universitas Clemson]] mematenkan penggunaan [[ Pencetakan inkjet|percetakan inkjet]] untuk sel. Proses ini menggunakan sistem pembercakan yang dimodifikasi untuk pengendapan sel ke dalam matriks 3D terorganisasi yang ditempatkan pada [[ Substrat (pencetakan)|substrat]].<ref>{{Cite web|url=http://www.google.com/patents/US7051654|title=Patent US7051654: Ink-jet printing of viable cells|last=Boland|first=Thomas|website=Google.com|access-date=31 March 2015}}</ref><ref name="C">{{Cite journal|last=Auger|first=François A.|last2=Gibot|first2=Laure|last3=Lacroix|first3=Dan|year=2013|title=The Pivotal Role of Vascularization in Tissue Engineering|journal=Annual Review of Biomedical Engineering|volume=15|pages=177–200|doi=10.1146/annurev-bioeng-071812-152428|pmid=23642245}}</ref>
 
Sejak penemuan awal Boland, percetakan 3D dari struktur biologis yang juga dikenal sebagai [[ BioprintingBiocetak 3D|bioprintingbiocetak]], telah dikembangkan lebih lanjut untuk mencakup produksi jaringan dan struktur organ, yang bertentangan dengan [[ Matriks (biologi)|matriks sel]]. Selain itu, lebih banyak teknik untuk percetakan, seperti bioprintingbiocetak ekstrusi yang telah diteliti dan kemudian diperkenalkan sebagai alat produksi.<ref name="B">{{Cite journal|last=Bajaj|first=Piyush|last2=Schweller|first2=Ryan M.|last3=Khademhosseini|first3=Ali|last4=West|first4=Jennifer L.|last5=Bashir|first5=Rashid|year=2014|title=3D Biofabrication Strategies for Tissue Engineering and Regenerative Medicine|journal=Annual Review of Biomedical Engineering|volume=16|pages=247–76|doi=10.1146/annurev-bioeng-071813-105155|pmc=4131759|pmid=24905875}}</ref>
 
Percetakan organ telah didekati sebagai solusi potensial untuk kekurangan global akan [[ Donasi organ|donasi organ]]. Organ-organ yang telah berhasil dicetak dan diimplementasikan dalam pengaturan klinis dapat berbentuk datar, seperti [[kulit]], [[Jaringan pengangkut|pembuluh darah]], seperti [[pembuluh darah]], atau berlubang, seperti kandung kemih.<ref>{{Cite journal|last=Zhang|first=Kaile|last2=Fu|first2=Qiang|last3=Yoo|first3=James|last4=Chen|first4=Xiangxian|last5=Chandra|first5=Prafulla|last6=Mo|first6=Xiumei|last7=Song|first7=Lujie|last8=Atala|first8=Anthony|last9=Zhao|first9=Weixin|date=2017-3|title=3D bioprinting of urethra with PCL/PLCL blend and dual autologous cells in fibrin hydrogel: An in vitro evaluation of biomimetic mechanical property and cell growth environment|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1742706116306778|journal=Acta Biomaterialia|language=en|volume=50|pages=154–164|doi=10.1016/j.actbio.2016.12.008}}</ref> Ketika organ buatan disiapkan untuk transplantasi, organ tersebut sering diproduksi dengan sel-sel dari penerima sendiri.<ref>{{Cite journal|last=Murphy|first=Sean V|last2=Atala|first2=Anthony|date=2014-8|title=3D bioprinting of tissues and organs|url=http://www.nature.com/articles/nbt.2958|journal=Nature Biotechnology|language=en|volume=32|issue=8|pages=773–785|doi=10.1038/nbt.2958|issn=1087-0156}}</ref>
 
Organ yang lebih kompleks, yaitu organ yang terdiri dari struktur seluler padat, sedang menjalani penelitian; organ-organ ini termasuk jantung, pankreas, dan ginjal. Perkiraan kapan organ tersebut dapat diperkenalkan sebagai perawatan medis yang layak bervariasi.<ref name="A2">{{Cite web|url=http://www.huffingtonpost.com/2015/03/01/3d-printed-organs-regenerative-medicine_n_6698606.html|title=How 3D Printing Could End The Deadly Shortage Of Donor Organs|last=Cooper-White|first=Macrina|website=Huffington Post|access-date=27 March 2015}}</ref> Pada 2013, perusahaan [[ Organovo|Organovo]] memproduksi hati manusia menggunakan bioprintingbiocetak 3D, meskipun tidak cocok untuk transplantasi, dan terutama digunakan sebagai media untuk pengujian obat.<ref>{{Cite news|last=Bort|first=Julie|title=Biotech Firm: We Will 3D Print A Human Liver In 2014|url=http://www.businessinsider.com/organovo-3d-print-human-liver-2013-12|access-date=1 April 2015|agency=Business Insider}}</ref> Pada tahun 2018, dokter dari Belfast mentransplantasikan replika ginjal yang dicetak 3D.<ref>https://web.archive.org/web/20190418075242/https://www.sculpteo.com/blog/2018/05/31/3d-printed-kidney-what-is-actually-possible/</ref>
 
== Teknik percetakan 3D ==
Percetakan 3D untuk pembuatan organ buatan telah menjadi topik utama studi dalam [[Rekayasa hayati|rekayasa biologi]]. Karena teknik [[ Pembuatan prototipe cepat|pembuatan cepat]] yang disyaratkan oleh percetakan 3D menjadi semakin efisien, penerapannya dalam sintesis organ buatan telah menjadi semakin jelas. Beberapa manfaat utama dari percetakan 3D terletak pada kemampuannya struktur perancah yang diproduksi secara massal, serta tingkat presisi anatomi yang tinggi dalam produk perancah. Ini memungkinkan terciptanya konstruksi yang lebih efektif menyerupai [[ Mikrostruktur|struktur mikro]] organ alami atau struktur jaringan.<ref>{{Cite journal|last=Hockaday|first=L A|last2=Kang|first2=K H|last3=Colangelo|first3=N W|last4=Cheung|first4=P Y C|last5=Duan|first5=B|last6=Malone|first6=E|last7=Wu|first7=J|last8=Girardi|first8=L N|last9=Bonassar|first9=L J|year=2012|title=Rapid 3D printing of anatomically accurate and mechanically heterogeneous aortic valve hydrogel scaffolds|journal=Biofabrication|volume=4|issue=3|pages=035005|bibcode=2012BioFa...4c5005H|doi=10.1088/1758-5082/4/3/035005|pmc=3676672|pmid=22914604}}</ref>
 
percetakan organ menggunakan percetakan 3D dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai teknik, yang masing-masing memberikan keuntungan spesifik yang dapat disesuaikan dengan jenis produksi organ tertentu. Dua jenis percetakan organ yang paling menonjol adalah bioprintingbiocetak berbasis tetes dan bioprintingbiocetak ekstrusi. Banyak yang lain ada, meskipun tidak seperti yang biasa digunakan, atau masih dalam pengembangan.<ref name="B2">{{Cite journal|last=Bajaj|first=Piyush|last2=Schweller|first2=Ryan M.|last3=Khademhosseini|first3=Ali|last4=West|first4=Jennifer L.|last5=Bashir|first5=Rashid|year=2014|title=3D Biofabrication Strategies for Tissue Engineering and Regenerative Medicine|journal=Annual Review of Biomedical Engineering|volume=16|pages=247–76|doi=10.1146/annurev-bioeng-071813-105155|pmc=4131759|pmid=24905875}}</ref>
 
=== BioprintingBiocetak berbasis tetesan (Inkjet) ===
BioprintingBiocetak berbasis tetesan menciptakan konstruksi seluler menggunakan tetesan individu dari bahan yang ditunjuk, yang seringkali dikombinasikan dengan garis sel. Setelah kontak dengan permukaan substrat, setiap tetesan mulai mempolimerisasi, membentuk struktur yang lebih besar ketika tetesan individu mulai menyatu. [[Polimerisasi]] dihasut oleh kehadiran ion kalsium pada substrat, yang berdifusi ke dalam bioink cair dan memungkinkan pembentukan gel padat. BioprintingBiocetak berbasis tetesan umumnya digunakan karena kecepatannya yang efisien, meskipun aspek ini membuatnya kurang cocok untuk struktur organ yang lebih rumit.<ref name="C2">{{Cite journal|last=Auger|first=François A.|last2=Gibot|first2=Laure|last3=Lacroix|first3=Dan|year=2013|title=The Pivotal Role of Vascularization in Tissue Engineering|journal=Annual Review of Biomedical Engineering|volume=15|pages=177–200|doi=10.1146/annurev-bioeng-071812-152428|pmid=23642245}}</ref>
 
=== BioprintingBiocetak ekstrusi ===
BioprintingBiocetak ekstrusi melibatkan deposisi konstan bahan cetak tertentu dan garis sel dari [[Ekstrusi (manufaktur)|ekstruder]], sejenis kepala cetak bergerak. Ini cenderung menjadi proses yang lebih terkontrol dan lebih lembut untuk deposisi bahan atau sel, dan memungkinkan kepadatan sel yang lebih besar untuk digunakan dalam konstruksi jaringan 3D atau struktur organ. Namun, manfaat tersebut diatur kembali oleh kecepatan percetakan yang lebih lambat karena teknik ini. BioprintingBiocetak ekstrusi sering digabungkan dengan [[Ultraungu|sinar UV]], yang [[ Photopolymer|memfotopolimerisasi]] bahan cetakan untuk membentuk konstruksi yang lebih stabil dan terintegrasi.<ref name="B22">{{Cite journal|last=Bajaj|first=Piyush|last2=Schweller|first2=Ryan M.|last3=Khademhosseini|first3=Ali|last4=West|first4=Jennifer L.|last5=Bashir|first5=Rashid|year=2014|title=3D Biofabrication Strategies for Tissue Engineering and Regenerative Medicine|journal=Annual Review of Biomedical Engineering|volume=16|pages=247–76|doi=10.1146/annurev-bioeng-071813-105155|pmc=4131759|pmid=24905875}}</ref>
 
== Bahan cetak ==
Bahan untuk percetakan 3D biasanya terdiri dari polimer [[alginat]] atau [[fibrin]] yang telah diintegrasikan dengan molekul adhesi seluler, yang mendukung perlekatan fisik sel. Polimer semacam itu dirancang khusus untuk menjaga stabilitas struktural dan menerima integrasi seluler. Istilah "bioink" telah digunakan sebagai klasifikasi luas bahan yang kompatibel dengan bioprintingbiocetak 3D.<ref>{{Cite journal|last=Kesti|first=Matti|last2=Müller|first2=Michael|last3=Becher|first3=Jana|last4=Schnabelrauch|first4=Matthias|last5=d'Este|first5=Matteo|last6=Eglin|first6=David|last7=Zenobi-Wong|first7=Marcy|year=2015|title=A versatile bioink for three-dimensional printing of cellular scaffolds based on thermally and photo-triggered tandem gelation|journal=Acta Biomaterialia|volume=11|pages=162–72|doi=10.1016/j.actbio.2014.09.033|pmid=25260606}}</ref>
 
Bahan-bahan cetak harus sesuai dengan spektrum kriteria yang luas, salah satu yang terpenting adalah [[ Biokompatibilitas|biokompatibilitas]]. Perancah yang dihasilkan dibentuk oleh bahan cetak 3D harus secara fisik dan kimia sesuai untuk [[Reproduksi sel|proliferasi sel]]. [[Biodegradasi|Biodegradabilitas]] adalah faktor penting lainnya, dan memastikan bahwa struktur yang terbentuk secara artifisial dapat dihancurkan setelah transplantasi berhasil, untuk digantikan oleh struktur seluler yang sepenuhnya alami. Karena sifat percetakan 3D, bahan yang digunakan harus dapat disesuaikan dan disesuaikan, disesuaikan dengan beragam jenis sel dan konformasi struktural.<ref>{{Cite journal|last=Augst|first=Alexander D.|last2=Kong|first2=Hyun Joon|last3=Mooney|first3=David J.|year=2006|title=Alginate Hydrogels as Biomaterials|journal=Macromolecular Bioscience|volume=6|issue=8|pages=623–33|doi=10.1002/mabi.200600069|pmid=16881042}}</ref>