Wielki triumf bioinżynierii! Ucho z drukarki 3D przeszczepione pierwszej pacjentce

W Stanach Zjednoczonych przeprowadzono przełomową operację – kobieta cierpiąca na mikrocję otrzymała przeszczep małżowiny usznej wykonanej przy pomocy techniki druku 3D. Implant został zbudowany z jej własnych komórek, więc nie ulegnie odrzuceniu.

Są dwie wrodzone wady, które skutkują nieprawidłowo wykształconymi małżowinami usznymi. Anocja polega na całkowitym braku małżowin usznych, podczas gdy w mikrocji są one zdeformowane i często nie przypominają tych występujących u zdrowych osób. Zarówno anocja, jak i mikrocja mogą współistnieć z wadami ucha środkowego (np. atrezją przewodu słuchowego czy hipoplazją błony bębenkowej), ale równie dobrze mogą być schorzeniami odizolowanymi. To oznacza, że narząd słuchu działa prawidłowo, mimo że małżowina uszna nie jest wykształcona. Są różne stadia mikrocji – do oceny ciężkości wady stosuje się czterostopniową skalę Meurmana. 

Z anocją niewiele da się zrobić, ale mikrocję można leczyć. Jedna z metod polega na chirurgicznym pobraniu chrząstki żebrowej od pacjenta, uformowaniu jej w kształt ucha, a następnie utworzeniu tzw. kieszonki skórnej z boku głowy, która utrzyma nową strukturę. W drugiej metodzie wykorzystuje się syntetyczne implanty (zwykle z porowatego polietylenu), które wszczepia się w podobny sposób. Biodruk 3D stanowi dla pacjentów najlepszą alternatywę, bo komórki tworzące implant pochodzą z ich własnego ciała.

Przełomowy implant został stworzony przez zespół uczonych z firmy 3DBio Therapeutics, która została założona w 2014 r. przez dr Dana Cohena, dr Larry’ego Bonassara i dr Hoda Lipsona.

Dr Larry Bonassar mówi:

Jest to nie tylko niespotykane dotąd zastosowanie, ale również technologia, której nigdy wcześniej nie widziano. Implanty z inżynierii tkankowej w ogóle nie są dostępne na rynku, a nawet nie ma ich w fazie badań klinicznych.

Jak powstaje ucho z drukarki 3D?

Najpierw naukowcy z 3DBio Therapeutics stworzyli model komputerowy małżowiny usznej na podstawie skanu drugiego ucha kobiety. Proces tworzenia implantu małżowiny usznej rozpoczyna się od biopsji, podczas której od pacjenta są pobierane chondrocyty (komórki tkanki chrzęstnej). Hoduje się je na specjalnym podłożu, a następnie miesza z substancją na bazie kolagenu, zwaną ColVivo. Materiał ten formuje się przy pomocy drukarku 3D w “żywy” implant małżowiny usznej, dostosowany pod względem kształtu i wielkości bezpośrednio do pacjenta. Implant AuriNovo wszczepia się chirurgicznie pod skórę pacjenta, by zapewnić mu odpowiedni wzrost i odżywienie. Dopiero później jest gotowy do umieszczenia we właściwym miejscu.

Pierwsza wersja implantu  AuriNovo została stworzona już w 2013 r. wspólnie z lekarzami Weill Cornell Medicine College. Wykorzystano wtedy kolagen pochodzenia zwierzęcego, który teraz został zastąpiony znacznie bardziej złożoną substancją.

Dr Larry Bonassar tłumaczy:

Od dziesięciu lat dostaję e-maile od pacjentów. To naprawdę rozdzierające serce. Mówią o swoim małym dziecku i pytają: Czy możemy to dostać? Szczerze mówiąc, bardzo chcielibyśmy im to umożliwić.

Rekonstrukcję ucha AuriNovo przeprowadził zespół dr Arturo Bonilli w Microtia-Congenital Ear Deformity Institute w San Antonio. Wszczepienie implantu pierwszej pacjentce jest określane jako “kamień milowy”. Obecnie trwają badania kliniczne z udziałem 11 osób, które mają na celu ocenę bezpieczeństwa i wstępnej skuteczności nowej terapii do leczenia mikrocji.

Dr Bonilla wyjaśnił:

Jako lekarz, który leczył tysiące dzieci z mikrocją w całym kraju i na całym świecie, jestem zainspirowany tym, co ta technologia może oznaczać dla pacjentów i ich rodzin. To badanie pozwoli nam na zbadanie bezpieczeństwa i właściwości estetycznych nowej procedury rekonstrukcji małżowiny usznej z wykorzystaniem własnych komórek chrzęstnych pacjenta. Mam nadzieję, że AuriNovo stanie się pewnego dnia standardem postępowania, zastępując obecnie stosowane metody chirurgicznej rekonstrukcji ucha wymagające pobrania chrząstki żebrowej lub zastosowania implantów z porowatego polietylenu.

Implant AuriNovo wymaga mniej inwazyjnej procedury chirurgicznej niż użycie chrząstki żebrowej. Będzie on przeznaczony do chirurgicznej rekonstrukcji ucha zewnętrznego u osób urodzonych z mikrocją stopnia II-IV. Metoda ta czeka na zatwierdzenie przez FDA.