Aparuta initial ca un alt domeniu de aplicabilitate al printarii 3D, bioprintarea a inceput sa castige rapid teren si sa fie folosita la scara larga in diverse domenii ale medicinei si industriei farmaceutice. Iata cateva dintre cele mai importante domenii:

A. Transplant de organe, grefe (chirurgie)

Anumite boli sunt atat de distructive incat nu pot fi vindecate prin medicina traditionala decat prin inlocuirea organelor bolnave cu noi organe, adica prin transplant. In acest caz, bioprintarea de tesuturi si organe utilizand celule prelevate de la pacienti este solutia perfecta pentru inlocuirea unui organ deteriorat.

Utilizand celulele proprii ale pacientului in procesul de bioprintare al noilor organe (ex. valve cardiace) se inlatura pericolul respingerii de catre corp al noului organ. Cresterea in vitro a tesuturilor si crearea structurii si formei organului dorit cu ajutorul unor biomateriale de sustinere va permite transplantul cu succes de organe, fara riscuri pentru pacient, deoarece organele trasnplantate sunt dezvoltate practic din celule proprii.

B. Medicina regenerativa

In medicina regenerativa, bioprintarea de structuri si tesuturi biologice ajuta corpul sa se insanatoseasca mai repede si mai bine. Utilizand tesuturi bioprintate, pe baza de celule stem si biomateriale, pot fi vindecate rani sau boli in cazuri cronice (comune la pacientii cu diabet sau cu boli care impiedica vindecarea) sau in situatiile in care corpul nu are puterea (resursele) de vindecare (anemie, batranete, etc).

C. Fabricarea de tesuturi si organe biologice (bioinginerie)

Odata cu dezvoltarea tehnologiei, medicina regenerativa isi propune sa restaureze organe bolnave sau deteriorate cu ajutorul bioprintarii chiar fara a mai fi nevoie de interventii chirurgicale
Din acest punct de vedere aplicabilitatea cea mai importanta a tehnologiei de bioprintare o reprezinta posibilitatea de fabricare a tesuturilor si organelor biologice.

D. Fabricare de proteze si implanturi (Ortopedie)

Abilitatea de a produce rapid implanturi si proteze este extrem de utila in ortopedie unde, deseori, implanturile standard nu sunt suficiente pentru numarul pacientilor sau nu sunt potrivite pentru conformatia acestuia.

Cu ajutorul bioprinterelor, protezele si implanturile pot fi realizate rapid in geometrii 3D complexe prin obtinerea datelor furnizate de echipamentele de imagistica medicala (raze X, MR, CT scan) si prelucrarea lor in fisiere .stl. Prin aceasta tehnologie se pot realiza rapid membre prostetice sau implanturi chirurgicale, cateodata chiar in 24 de ore.

E. Cercetare si dezvoltare de noi medicamente si terapii medicale

Bioprintarea este utilizata in cadrul cercetarilor farmaceutice vizand descoperirea de noi formule farmaceutice precum si a modurilor optime de dozare, utilizare si asimilare a substantelor active continute de aceste medicamente.

Bioprintarea accelereaza procesul de dezvoltare al noi formule, permitand producerea rapida a esantioanelor de testare cu mentinerea sub control a parametrilor de mediu si asigurarea uniformitatii probelor. Se reduce astfel numarul de teste pre-clinice si numarul de participanti implicati in aceste teste scurtandu-se in final perioada de testare a noilor medicamente pana la lansarea lor pe piata.

De asemenea, prin testarea noilor medicamente pe tesuturi umane produse in laborator (cu ajutorul bioprinterelor 3D) se elimina in buna masura necesitatea testarii pe animale.

F. Diagnosticare medicala

Bioprintarea are de asemenea aplicabilitate in ingineria tisulara si in diagnosticare, unde tesutul este realizat (bioprintat) in vitro si utilizat pentru testarea metabolizarii medicamentelor, asimilarea, toxicitatea si patogenitatea organismului.

G. Cercetari medicale in combaterea cancerului

Bioprintarea are un mare potential de utilizare in cadrul cercetarilor medicale pentru combaterea cancerului. Modelele bioprintate de celule canceroase imita micromediul tumoral, oferind o cercetatorilor atat o platforma pentru studierea in detaliu a patologiei cancerului, cat si un instrument de selectie a medicamentelor anticanceroase si dezvoltarea tratamentului pentru combaterea cancerului.
Se observa deci ca tehnologia de bioprintare a deschis noi orizonturi si oportunitati de cercetare pentru oamenii de stiinta, oferindu-le acestora beneficii importante precum:

  • Eficienta marita a costurilor de cercetare si dezvoltare medicala
  • Posibilitatea fabricarii rapida si eficienta de solutii, accesorii si echipamente medicale unicat, personalizate pentru fiecare pacient
  • Cresterea productivitatii in cercetarea medicala
  • Democratizarea proiectarii, dezvoltarii si productiei de noi medicamente si metode de tratament
  • Imbunatatirea proceselor de colaborare in mediul medical

Asa cum spuneam, scopul final al bioprintarii in ingineria tisulara este fabricarea directa de organe. Teoretic, exista posibilitatea de a fabrica (printa) un organ complet, care ar putea fi transplantat direct in corpul uman insa pentru a atinge practic acest nivel este inca nevoie de o dezvoltarea a proceselor de bioprintare, de descoperirea de noi biomateriale, si de o mai buna cunoastere a celulei si a fiziologiei organelor.

Subliniem deci ca, in ciuda recentelor progrese in ceea ce priveste tehnologiile de bioprintare in domeniul medical, raman inca provocari stiintifice, tehnologice si legislative care vor trebui depasite pana ca bioprintarea sa devina o stiinta exacta si de incredere.