Para peneliti di Universitas Binghamton telah berhasil mengembangkan sebuah metode inovatif untuk memproduksi sistem vaskular buatan di dalam perancah jaringan manusia. Penemuan ini menandai lompatan besar dan penting dalam bidang rekayasa jaringan. Penelitian penting ini, yang dipublikasikan pada tahun 2023, dilakukan di bawah naungan Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science, menegaskan posisi mereka di garis depan inovasi biomedis.
Tim riset tersebut, yang dipimpin oleh Profesor Ying Wang dan Profesor Yingge Zhou, berupaya keras mengatasi batasan kritis terkait ukuran dan fungsi yang selama ini menghambat pengembangan jaringan buatan. Sebelumnya, hambatan utama yang dihadapi adalah kurangnya sirkulasi darah yang memadai. Kondisi ini sering kali menyebabkan timbulnya area nekrotik—wilayah di mana sel-sel mengalami kematian karena kekurangan oksigen dan nutrisi. Defisiensi sirkulasi ini secara signifikan membatasi kemampuan para ilmuwan untuk mengembangkan jaringan yang lebih kompleks dan fungsional, menjadikannya tantangan terbesar dalam rekayasa organ.
Untuk mengatasi tantangan sirkulasi ini, para peneliti memanfaatkan teknik nanomanufaktur guna membentuk mikro-tabung di dalam perancah hidrogel. Mikro-tabung ini, yang memiliki diameter sangat kecil, berkisar antara 1 hingga 10 mikron, diproduksi melalui proses yang dikenal sebagai elektrospinning. Setelah pembentukan, inti tabung dilarutkan untuk menghasilkan saluran berongga yang berfungsi sebagai pembuluh darah mini. Selain itu, getaran ultrasonik digunakan untuk memendekkan mikro-tabung tersebut, memastikan distribusi yang lebih optimal dan merata di seluruh jaringan.
Pengujian fungsional yang melibatkan pelacakan manik-manik mikro fluoresen membuktikan adanya peningkatan signifikan dalam sirkulasi, serta pasokan nutrisi dan oksigen, yang merupakan faktor esensial untuk kelangsungan hidup sel. Wang dan Zhou menekankan bahwa kemampuan untuk mengatur ukuran tabung adalah kunci utama untuk merekayasa berbagai jenis pembuluh darah (vaskulatur) yang diperlukan, memungkinkan penyesuaian yang presisi terhadap jaringan yang sedang dikembangkan. Kemajuan ini secara langsung mengatasi kemacetan utama yang selama ini terjadi dalam pembuatan jaringan buatan.
Metode baru ini menawarkan jalan keluar yang sangat menjanjikan, membawa jaringan hasil rekayasa lebih dekat pada kemampuan untuk mereplikasi organ asli. Hal ini sangat berharga, baik untuk tujuan pengujian obat yang lebih akurat maupun untuk aplikasi terapi regeneratif di masa depan. Lebih jauh lagi, para peneliti membayangkan bahwa, jika teknologi ini disempurnakan, ia tidak hanya akan memungkinkan perakitan satu organ saja, tetapi juga sistem multi-organ yang kompleks, berfungsi sebagai sistem kehidupan berbasis sel manusia. Pekerjaan ini menunjukkan betapa fokus pada detail teknis yang spesifik, seperti pengendalian ukuran tabung, dapat memicu perubahan transformatif dan signifikan dalam bidang-bidang yang berdampak langsung pada kualitas kesehatan manusia secara global.
