Miten verisuonen voi korvata keinotekoisesti?

Verenkierto ja verisuonen rakenne

Verenkierto

Verenkierto eli kardiovaskulaarinen järjestelmä on elin, joka luo verta välittäjäaineena käyttävän suljetun kuljetusverkoston elimistön eri osien välille. Veri kuljettaa mukanaan happea, ravinteita, kuona-aineita, hormoneita ja tietysti verisoluja, jotka ravitsevat ja huoltavat elimistöä. Verenkierto mahdollistaa myös elimistön lämmönsäätelyn ja pH-tasapainon ylläpidon.
Verenkierron autonomisena moottorina toimii sydän, joka pumppaa vasemman kammion kautta hapettunutta verta valtimoihin, jotka kuljettavat sen elimistölle. Hiilidioksidipitoinen veri palaa laskimoiden avulla sydämen oikeaan eteiseen. Tätä järjestelmää kutsutaan isoksi verenkierroksi. Oikeasta kammiosta veri pumpataan pienelle verenkierrolle ja sen avulla keuhkoihin hapetettavaksi. Keuhkoista veri palaa taas sydämen vasempaan eteiseen ja jatkaa matkaansa kammion kautta isoon verenkiertoon.

Verisuoni

Verisuonet jakautuvat kolmeen eri tyyppiin niiden koon mukaan. Valtimot ovat verenkierron moottoriteitä. Ne jakautuvat pienemmiksi valtimoiksi, ja niiden kautta yksittäisiksi aina vain pienemmiksi verisuoniksi ja lopuksi hiussuoniksi. Hiussuonet ovat verenkierron pienin osa, läpimitaltaan 5-10 mikrometriä. Niiden pääasiallinen tehtävä on ravinteiden ja kuona-aineiden vaihto veren ja kudoksen välillä. Tehtävän suoritettuaan hiussuonet yhdistyvät verisuoniin ja niiden kautta takaisin laskimoihin, jotka kuljettavat veren takaisin sydämelle.
Verisuonet ovat rakenteeltaan kolmikerroksisia. Verisuonten sisällä on lumen eli tila, jossa veri virtaa. Sitä verhoaa ohut endoteelikerros tunica intima, jonka solut ovat sijoittuneet erittäin lähelle toisiaan ja näin muodostavat varsin vähäkitkaisen pinnan, jossa veren on helppo virrata. Sitä ympäröi verisuonen paksuin kerros tunica media. Se koostuu pääosin sileistä lihassoluista ja elastisista kuiduista. Sympaattisen hermoston hallitsemat sileät lihassolut muuttavat aktiivisesti verisuonen läpimittaa ja sitä kautta kontrolloivat verenpainetta. Verisuonen uloin osa on nimeltään tunica externa (tunica adventi. Se koostuu pääosin kuitumaisesta yhdistävästä kudoksesta ja sen tehtävä on lähinnä tukea ja suojata verisuonta(1) (2).

Verisuonisiirteet

Historia

Verenvuoto ja sen hallinta on ollut ihmisten ongelmana ihmiskunnan alusta asti. Sen seurauksena on syntynyt verisuonikirurgia. Muinaisessa Intiassa toimi kirurgi Sushruta, jonka tiedetään tehneen ensimmäisen kirurgian oppikirjan "Sushruta samhita", n. 800-600 eaa. Teoksessa opetettiin mm. verenvuodon hillitsemistä hamppukuidun sitomisella, verenvuoden vähentämistä puun kuoresta otetuilla verisuonia supistavilla aineilla, haavan kuivaaminen tuhkalla ja suonien kiinni polttamisen. Muinaisessa Kreikassa verenvuotoa pyrittiin hallitsemaan sitomisen sijaan erilaisilla seoksilla ja amputoinneilla. Toisen vuosituhanteen vaihteessa kreikkalainen Rufus Efesoslainen kirjoitti viisi lääketiedon kirjaa, joissa oli kuvailtu tapoja verenvuoden hillitsemiseksi painamalla, polttamalla ja lisäksi myös sitomalla.
Ambrose Paré kehitti verisuonisidoksen jo 1400-luvulla, mutta niiden kirurginen korjaaminen alkoi vasta 1759, kun Hallowell ja Lambert onnistuneesti korjasivat olkavarren valtimon ompeleella. Ensimmäinen autologinen (ihmisestä itsestään siirretty) verisuonisiirros tehtiin onnistuneesti Goyennesin toimesta vuonna 1906 ja ensimmäinen nykymallinen ohitusleikkaus Kunlinin toimesta vuonna 1948.
Verisuoni-istutteita alettiin tarkemmin tutkia 1906, jolloin Carrel teki kokeita koirilla istuttamalla niille homo- ja heterogeenisiä laskimo- ja valtimosiirteitä. Ja samana vuonna Goyenes teki ihmiselle autologisen (ihmiseltä itseltään siirretty) laskimosiirteen. Vuonna 1915 Tuffier esitteli hopeaproteesin, joka oli parafiinipäällystetty. Vuonna 1942 Blakemore toi esille oman vitalliumproteesinsa ja 1947 ilmestyi Hufnagelin metyylimetakrylaattiproteesi. Seuraavana vuonna 1948 Gross teki ensimmäisen ihmisperäistä valtimosiirrettä olevan verisuoniproteesin, jolla hoidettiin potilaan alaraajojen verenkierron häiriötä. Samana vuonna esiteltiin ensimmäinen polyeteeni-istute Donovanilta. (10).
Tultaessa 1950–luvulle verisuonia alettiin yhä enemmän korvata sekä korjaamaan verisuonivaurioita verisuoni-istutteilla. 1952 Voorhees teki ensimmäisen onnistuneen aortan rekonstruktion koiralle, ja samana vuonna akryylia kokeiltiin proteesin valmistusaineena. (11).
Vuonna 1955 otettiin käyttöön nylon (polyamidi), vuonna 1957 teflon (politetrafluorieteeni) ja 1960 dacron (polyeteeni), joista dacron on säilyttänyt asemansa nykypäivään saakka suurikokoisten suonten korjausmateriaalina (aortta). Pienten suonten hoitoon sen todettiin olevan epäsopiva sen trombosoitumisen johdosta. Vuonna 1975 kehitettiin uusi version teflonista ePTFE eli expanded-polytetrafluorieteeni, joka sopii raajojen verisuonten korvaus- ja korjausmateriaaliksi, mutta samoin kuten dacron, sekään ei sovi hyvin pienten suonten korjaamiseen.

Biologinen verisuonisiirros

Vaikka synteettisesti valmistetut verisuoniproteesit ovat kehittyneet huimasti, on verisuonten korvaaminen biologisesti yhä edelleen suuren mielenkiinnon kohteena. Suurin syy on pienten ja keskisuurten verisuonien koko. Esimerkiksi elimistön kapillaarien halkaisija on vain noin 4µm, kun parhaat teollisesti valmistetut proteesit ovat halkaisijaltaan noin 6000µm. Pieni koko lisää myös veritulpan syntymisen riskiä, sillä synteettisiin materiaaleihin muodostuu helpommin bakteereita ja muuta ylimääräistä kerrostumaa. Toinen biologisten siirteiden puolestapuhuja on niiden rakenne. Ne muodostuvat tukirakennesolukosta, joka on eri lajeilla ominaisuuksiensa puolesta hyvin samanlainen. Tämä puolestaan edesauttaa saajan oman solukon muodostumista ja kehittymistä ja mahdollisesti rakenteen uudistumista. Verisuonten pinta koostuu litteistä endoteelisoluista, joiden muodostumista ja uusiutumista on havaittu biologisilla proteeseilla olevan paremmin kuin synteettisillä proteeseilla. Tosin monet tutkimukset keskittyvät tällä hetkellä kehittämään polymeereja, jotka paremmin vastaisivat solujen ja kudosten biologisia ominaisuuksia, joka saattaa tuoda tulevaisuudessa ratkaisun myös tähän ongelmaan. Synteettisiltä verisuoniproteeseilta puuttuu myös luonnollinen mukautumis- ja uudistumiskyky, joka heikentää niiden käytettävyyttä ja elinikää. Tosin uusien tekniikoiden myötä tähänkin on jo löydetty osittaisia ratkaisuja, muun muassa kehittelemällä liukenevia materiaaleja, jotka poistuvat verisuonistosta ihmisen oman solukon muodostuttua niiden ympärille. Tosin kyseisten proteesien ongelmana on edelleen niiden rakenteellinen instabiliteetti, sillä niiltä puuttuvat elimistön itsensä tuottama tukirakenne (6).
Kultainen standardi verisuosiirteille on edelleen ihmisestä itsestään siirretty verisuoni, joka sisältää jo valmiiksi useimmat fysiologiset toiminnot. Esimerkiksi sydämen ohitusleikkauksessa useimmiten käytettyjä suonia ovat käden ja rintalihaksen valtimot, mutta myös jalassa kulkevia laskimoita (great saphenous vein) voidaan käyttää (5). Heikkoutena näillä autografteilla eli ihmiseltä itseltään peräisin olevilla verisuonisiirteillä ovat puolestaan ihmiselle tehtävät useat kirurgiset toimenpiteet, jotka puolestaan lisäävät epäonnistumisen ja kuoleman riskiä. Lisäksi verisuonet ovat usein hyvin huokoisia, jolloin niiden vahingoittuminen toimenpiteen yhteydessä on hyvin mahdollista. Ihmiseltä peräisin olevien verisuonten tarjonta on myös erittäin niukkaa. Toinen vaihtoehto on allografit eli elintenluovuttajilta saatavat verisuonisiirteet. Elintenluovuttajilta saatuja jäädytettyjä suonia käytettiinkin siirteenä aina 1960-luvun alkuun asti, mutta niistä luovuttiin säilytysongelmien ja uusien synteettisten materiaalien käytön lisääntyessä. Viime vuosina niiden käyttö on kuitenkin jälleen lisääntynyt (erityisesti jalkaa uhkaavissa tilanteissa ja tulehdustapauksissa) kehittyneiden säilytysmenetelmien ja niistä löydettyjen etujen vuoksi. Ongelmaksi allografeilla on todettu niihin helposti muodostuvat pullistumat ja tukkeumat ja myös niiden saatavuus on nykypäivänä varsin niukkaa. Tämän lisäksi katseita onkin edelleen suunnattu xenografteihin, eli muilta lajeilta saataviin verisuoniproteeseihin. Jo 1950-luvulla tehtiin koemielessä eläinperäisten verisuonien siirtoja, mutta niiden tulokset olivat huonoja. Lehmän kaulavaltimoa käytettiin eläinperäisenä verisuonisiirteenä ihmisellä ensimmäisen kerran vuonna 1962 ohitusleikkauksen yhteydessä. Tulokset näyttivät aluksi lupaavilta, mutta seurannan yhteydessä valtimoon muodostui pullistumia ja infektioita. Nautaeläinten lisäksi proteeseja on otettu sialta, lampaalta ja jopa kaniinilta. Tulokset eivät kuitenkaan ole lajien välillä olleet juuri toistaan parempia.
Vaikka biologiset verisuonisiirteet ovatkin rakenteensa puolesta ihanteellisin vaihtoehto, liittyy niiden hyödyntämiseen monia haasteita. Tällaiset biologiset proteesit on aina alustavasti käsiteltävä joko kemiallisesti tai fysikaalisesti, jotta 1) kudos voidaan vahvistaa mahdollisen rappeutumisen estämiseksi. 2) Immunogeenisiä reaktioita pitää pystyä vaimentamaan riittävästi, jotta ihmiselimistö ei käynnistä vastaanottajassaan puolustus- tai hylkimisreaktiota. 3) Lisäksi verisuoniproteesi pitää steriloida mahdollisten eläinperäisten bakteerien ja virusten siirtymisen eliminoimiseksi. Tämä niin sanottu alustaminen on usein hyvin aikaa vievä prosessi ja usein tällaiseen ei sairauden akuuttiudesta johtuen ole aikaa. Suurin ongelma verisuoniproteeseilla on kuitenkin niiden aiheuttamat ihmiselimistön hylkimis- ja puolustusreaktiot kehon ulkopuoliseen materiaaliin. Keho hylkii myös toiselta ihmiseltä saataviin siirteisiin (ellei luovuttajana ole identtinen kaksonen), mutta hylkiminen muodostuu entistä vakavammaksi ongelmaksi, kun kyseessä on eri lajilta saatu verisuonisiirre. Hyvä uutinen tosin on se, että kaikkien nisäkkäiden verisuonen rakenteellinen osa on muodostunut hyvin samankaltaisesta Type I kollageenista, joka itsessään aiheuttaa hylkimistä vain vähäisessä määrin. Tämän vuoksi onkin kehitelty erilaisia menetelmiä, joilla immunogeenisiä vaikutuksia voitaisiin pienentää ja proteesin kollageeni rakennetta vahvistaa. Tällä hetkellä voidaan erotella kaksi tapaa näiden ominaisuuksien luomiseksi. Nämä ovat joko alkuperäisen solukon haitallisten vaikutusten vaimentaminen tai sen poistaminen kokonaan
Näistä ensimmäinen ja ehkä suosituin keino on jo 1960 luvulla käytetty menetelmä, jossa verisuoniproteesi käsitellään glutaarialdehydillä. Tämä saa kollageenit sitoutumaan ristiin, joka tukevoittaa proteesia ja samalla pienentää tai peittää proteesin alkuperäisen solukon antigeenisiä vaikutuksia. Valitettavasti glutaarialdehydillä käsittelyn ei ole havaittu vaimentavan näitä vaikutuksia riittävästi, vaan ihmiskehon puolustus- ja hylkimisreaktiot aktivoituvat melko nopeasti. Tämän seurauksena proteesien seinämät heikkenevätkin nopeasti ja niihin muodostuu helposti pullistumia. Myös infektoiden todennäköisyys kasvaa. Lisäksi glutaarialdehydin on havaittu aiheuttavan verisuonten kalkkeutumista, mikä puolestaan heikentää veren virtausta ja saattaa aiheuttaa tukkeutumia. Muitakin vastaavia kollageenin ristiinsitomiskäsittelyjä on kehitelty, mutta niissä ei ole toistaiseksi saavutettu juurikaan parempia tuloksia.
Toinen keino on joko mekaanisesti tai kemiallisesti poistaa kokonaan proteesin alkuperäinen lihas-ja immunogeeninen kerros. Tämän on uskottu olevan tehokas keino vaimentaa proteesin aiheuttamaa hylkimistä, mutta se on myös tehokas keino estää eläinperäisten tappavien tautien ja bakteerien siirtyminen ihmiskehoon. Tutkimusten mukaan näin muodostettu puhdas kollageeniputki olisi paras mahdollinen kasvualusta vastaanottajansa soluille. Tällaisella alustalla ihmisen omat solut pystyvät myös lisääntymään paremmin ja järjestäytymään uudelleen, jolloin verisuoniproteesin on mahdollista mukautua ympäristöönsä ja jopa korjaamaan itse itseään. Näin valmistettu verisuoniproteesi pystyisi ihanteellisessa tilanteessa muuntautumaan ajan kuluessa ihmisen alkuperäisen verisuonen kaltaiseksi. Valitettavasti tämäkään menetelmä ei ole toistaiseksi mullistanut maailmaa. Toisaalta puhdistustavat eivät usein ole riittävän tehokkaita, vaan ajan kuluessa myös tällaisiin proteeseihin on muodostunut pullistumia ja infektioita, joka puolestaan puhuu sen puolesta, että kaikkea alkuperäistä solukkoa ei ole onnistuttu poistamaan. Toisaalta puhdistus on ollut liian tehokasta, jolloin osa kollageenirakenteesta on menetetty. Tällöin se ei enää tarjoa parasta mahdollista kasvualustaa ihmisen omille soluille, eikä toisaalta ole enää riittävän vahva rakenteensa puolesta.
Vaikka biologiset verisuoniproteesit, ja varsinkin eläinperäiset proteesit niiden suuren tarjonnan vuoksi, olisivatkin rakenteensa puolesta ihanteellisin keino korvata verisuoni keinotekoisesti, ovat tulokset toistaiseksi olleet kovin heikkoja. Suurimpia haasteita ovat edelleen proteesien aiheuttamat hylkimisreaktiot, rakenteelliset heikkoudet ja infektioriskit. Lisäksi synteettisten materiaalien kehitys etenee koko ajan joka osaltaan siirtää tutkimusta pois biologisten proteesien kehittämiseltä. Vielä ei kuitenkaan ole onnistuttu kehittämään synteettisesti materiaalia, jonka ominaisuudet vastaisivat täysin biologisia ominaisuuksia ja ennen kuin siinä onnistutaan, on biologisesti valmistetut verisuoniproteesit edelleen tärkeä keino vaurioituneiden verisuonten korvaamisessa.(12)

Teollisesti valmistettu verisuonisiirros

Verisuoni-istutteille asetettavat vaatimukset

Verisuoni-istutteella tulee olla hyvät mekaaniset ominaisuudet. Niiden tulee olla helposti käsiteltäviä ja ommeltavia. Niiden tulee oltava taipuisia, kestää korroosiota ja olla väsymisvahvoja. Verisuoni-istutteen joustavuuden tulee vastata natiivisuonen joustavuutta ja niiden tulee olla infektioille vastustuskykyisiä. Istutteen pitää olla riittävän suuri, jotta kudosrakenteiden on mahdollista liittyä suoneen, mutta toisaalta riittävän pieniä estääkseen veren ekstravasaation. Istutteen sisäpinnan tulee olla trombogeenisyydeltään matala ja nonreaktiivinen, jotta veren eri komponentit eivät aktivoidu.
Synteettisen verisuonen kehittäminen vastaamaan täydellisesti ihmisen omia verisuonia on varsin haastava projekti. Nykyään suurten suonien tapauksessa synteettisillä materiaaleilla on onnistuttu kohtuudella niitä korvaamaan, mutta pienten suonten tapauksessa (halkaisija <6mm) sopivaa synteettistä materiaalia ei ole vielä löydetty. Verisuonisiirteistä ihmisen omasta kehosta siirretyt suonet ovat edelleenkin parhaita mahdollisia (7).

Synteettiset kudotut ja neulotut proteesit

Dacron langasta voidaan valmistaa proteeseja kutomalla tai neulomalla. Kudottujen siirteiden venymiskyky on alhainen tai olematon, ne ovat tiiviitä, jäykkiä ja kestäviä. Niiden etuina ovat vähäinen läpivuotavuus ja rakenteellisten muutosten vähyys pitkälläkin aikavälillä. Kudottujen proteesien heikkouksina voidaan toisaalta pitää huonoa käsiteltävyyttä ja taipumusta hangata leikattuja reunoja. Tiiviytensä vuoksi ne kiinnittyvä myös varsin huonosti ympäröivään kudokseen.
Neulotussa dacron-proteesissa on saavutettu parempi mitanpitävyys. Sen porositeetti on suurempi kuin kudotussa, jolloin sen käsiteltävyyttä on saatu paremmaksi heikomman kestävyyden hinnalla.
Dacronin hemokompatibileetti ei ole paras mahdollinen. Tällä tarkoitetaan materiaalin sopeutuvuutta veren kanssa. Sen ollessa heikko, veren puolustusreaktio on erittäin voimakas ja äkillinen. Veri alkaa hyytymään ja tukkii verisuonen. Dacronia onkin pyritty parantamaan valmistajan toimesta kyllästämällä sisäpinta kollageenilla, gelatiinilla tai albumiinilla, joka puolestaan johtaa suurempaan porositeettiin. Dacronin totaalinen absorptioaika on n. 30 vuotta ja 50% rakenteellinen heikkeneminen tapahtuu n. 10 vuodessa. Infektoituessaan sen rakenteelliset ominaisuudet häviävät jo muutamassa kuukaudessa. Yleisin dacronin-siirteiden komplikaatio on taipumus dilatoitua eli laajentua ajan kuluessa, joten potilaan seuranta on oleellista (7).

Synteettiset ei-kudotut proteesit

Synteettisten ei-kudottujen proteesien kehittyminen alkoi tarpeesta löytää materiaali, joka toimisi hyvin alaraajojen alueella. Tähän hyvin soveltuvaksi todettiin ePTFE. Sitä valmistetaan kuumentamalla polymeeriä ja mekaanisesti venyttämällä sitä, jonka jälkeen se pursutetaan muotin lävitse. Syntyvä materiaali on huokoista ja sille on ominaista nystymäisyys. Nystyt kiinnittyvät toisiinsa ohuiden fibrillien avustuksella, joiden pituus määrää materiaalin porositeetin. Proteesi koostuu kahdesta päällekkäisestä kerroksesta samaa materiaalia. Etuina ePTFE-siirteissä on niiden biokompatibileetti, vähäinen dilaatiotaipumus, vähäinen ekstravasaatio. Joidenkin tutkimusten mukaan niillä on myös vähäisempi infektioherkkyys muihin siirteisiin verrattuna. Autogeenisiin siirteisiin verrattuna ePTFE:llä on parempi käsiteltävyys, operaatiot ovat lyhyempiä ja leikkaushaavat pienempiä. Menetelmä sopii siis ikäihmisille paremmin. Haittapuolia toisaalta ovat erilainen komplianssi verrattuna natiivisuoneen tai dacroniin. ePTFE:llä on myös huono taipumus verenvuotoon ompelemisen pistokohdista ja ne ovat huomattavasti kalliimpia muihin siirteisiin verrattuna (7).

Uusimmat kehityssuunnat ja tulevaisuus

Hallitsevan kantasoluihin liittyvän käsityksen kumoaminen

Verisuonten uudiskasvulle ja syövän kehittymiselle välttämättömien kantasolujen erikoistumista luuytimestä on pidetty hallitsevana käsityksenä jo pitkään. Kuitenkin vuonna 2008 suomalais-amerikkalainen tutkijaryhmä kyseenalaisti kyseisen kantasolun olemassaolon luuytimessä lainkaan. Kyseisessä tutkimuksessa mukana olleen Helsingin Yliopiston dosentti Petri Salvénin ryhmä on jo löytänyt luuytimessä uskottuna olleen kantasolun. Sitä nimittäin heidän mukaansa esiintyy itse verisuonten seinämissä, tavallisten seinämäsolujen joukossa yksittäisinä soluina.
Vaikka solun tunnistaminen ja eristäminen nimetäänkin vielä merkittäväksi ongelmaksi, niin Salvénin ryhmä on kuitenkin onnistunut jo tunnistamaan kyseisiä kantasoluja ihmisestä, sekä eristämään niitä hiiristä. Tutkijat kasvattivat eristämiään kantasoluehdokkaita soluviljelmässä ja havaitsivat, että yksi tällainen solu pystyi tuottamaan kymmeniä miljoonia uusia verisuonen seinämäsoluja. Hiirikokeiden onnistumisesta kertoo myös havainnot niin verisuonten uudiskasvun kuin syöpäsolujen kehittymisen suhteesta kyseisten solujen määrään hiirien kehossa. Koska kyseinen kantasolu on merkittävässä roolissa syöpäkasvainten kehityksessä, voisi niiden salpaaminen hidastaa, tai jopa täysin estää kasvainten kehityksen ja näin olla läpimurto syöpähoidossa (15) (16).

Kantasoluista kasvatettu verisuoni

Vuonna 2012 ensimmäinen kantasoluista "kasvatettu" verisuoni istutettiin 10-vuotiaaseen ruotsalaistyttöön. Tyttö kärsi jatkuvista tukkeumista maksan porttilaskimossa, joka vastaa ruoansulatuskanavasta, haimasta ja pernasta tulevan veren tuomisesta maksan käsiteltäväksi. Lääkärit aloittivat ottamalla elintenluovuttajalta 9 senttimetrin mittaisen suonen nivusista. Suoni neutraloitiin eli siitä poistettiin luovuttajan omat solut, suoneen jäi siis vain proteiinikerros. Tämän jälkeen tytön selkäytimestä imettiin endoteelia ja sileitä lihassoluja, jonka jälkeen niitä monistettiin laboratoriossa ja istutettiin luovutetun suonen ulko- ja sisäpinnoille. Soluilla kerrostettu suoni siirrettiin tytön oman suonen tilalle. Odotusten mukaisesti tytön elimistö ei reagoi hylkivästi siirteeseen solujen ollessa tytön omia (3). Tulevaisuudessa lääkärit toivovat voivansa esikäsitellä siirteet esimerkiksi eläinten soluilla, jolloin siirteitä olisi nopeammalla prosessilla käytettävissä. Toiveina on myöskin synteettisten siirteiden samankaltainen käsittely (8).

3D-printattu verisuoni?

Kesällä 2014 tutkijat ovat onnistuneet ensimmäistä kertaa 3D-printtaamaan verisuonia, jotka mahdollistavat kokonaisten 3D-printattujen elinten yhdistämisen hapen ja ravinteiden saannin sekä kuona-aineiden poiston mahdollistavaan verenkiertoon. Printatakseen vaskulaariverkostoja tutkijat tuottivat hienoja yhdistettyjä kuituja kehittyneellä bioprintterillä. Kuidut päällystettiin ihmisen endoteelilla ja lopuksi niiden päälle lisättiin proteiinipohjaista materiaalia. Koko rakennelma kovetettiin valolla, jonka jälkeen kuidut poistettiin. Jäljelle jäi ainoastaan onttoa solumateriaalia. Viikon aikana nämä solut järjestivät itsensä tasapainoisiksi kapillaareiksi. Bioprintattujen vaskulaariverkostojen sisällä solut selviytyivät, jakautuivat ja profiloituivat paremmin kuin ilman ravinteiden tarjontaa. Tutkijoilla oli jo aikaisemmin positiivisia tuloksia ihmisen verisuonisolujen kiinnittämisestä keinotekoiseen kehikkoon, mutta 3D-printtaus voi tehdä siitä paljon tehokkaampaa, nopeampaa ja edullisempaa (9).

Linkit:

Essentials of Human Anatomy & Physiology: Pearson New International Edition, Author: Elaine N. Marieb Pages: 647 Publisher: Pearson Education
1. http://www.tohtori.fi/?page=4347287&id=0544251
2. http://en.wikipedia.org/wiki/Circulatory_system
3. http://www.dailymail.co.uk/health/article-2159272/Girl-10-vein-transplant-using-blood-vessel-grown-stem-cells.html
4. http://www.newscientist.com/article/dn21928-girl-receives-pioneering-vein-transplant.html#.VBqx3179OwE
5. http://en.wikipedia.org/wiki/Coronary_artery_bypass_surgery
6. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Blood+vessel+replacement%3A+50+years+of+development+and+tissue+engineering+paradigms+in+vascular+surgery (link to the pdf)
7. http://www.fimea.fi/instancedata/prime_product_julkaisu/fimea/embeds/fimeawwwstructure/19693_Biomateriaalijulkaisut_Verisuonikirurgia_5_biomateriaalit_1_.pdf.pdf
8. http://www.tohtori.fi/?page=0179162&id=7240451
9. http://venturebeat.com/2014/07/01/researchers-successfully-3d-print-blood-vessels-a-game-changer-for-artificial-organs/
10. http://samples.sainsburysebooks.co.uk/9781405171298_sample_383559.pdf
11. http://www.fimea.fi/instancedata/prime_product_julkaisu/fimea/embeds/fimeawwwstructure/19693_Biomateriaalijulkaisut_Verisuonikirurgia_5_biomateriaalit_1_.pdf.pdf
12. Acellular vascular tissues: natural biomaterials for tissue repair and tissue engineering; Christine E. Schmidt*, Jennie M. Baier
13. Transformation of Nonvascular Acellular Tissue Matrices Into Durable Vascular Conduits; David R. Clarke, MD, Robert M. Lust, PhD, You Su Sun, MD, Kirby S. Black, PhD, and Jeremy D. Ollerenshaw, PhD
14. Verisuonikirurgiassa käytettävät biomateriaalit; Juha-Pekka Salenius, Leo Keski-Nisula, Ilkka Uurto
15. http://www.helsinki.fi/ajankohtaista/uutisarkisto/10-2012/17-15-40-51
16. http://www.biomedicum.fi/index.php?page=630&lang=1