JultikaUniversity of Oulu repository

Elimistön sisäinen tasapaino on riippuvainen munuaisten toiminnasta, ja krooninen munuaistauti on väestöltään ikääntyvissä länsimaissa yleisimpiä sairastavuutta lisääviä ja kuolemaan johtavia sairauksia. Aikuisen munuaiskudos ei käytännössä uusiudu, ja taudin loppuvaiheessa munuaisensiirto on nykyisellään ainoa hoitokeino, jolla sen kaikki toiminnot voidaan korvata. Hoitokeinojen kehittämistä hidastaa osaltaan se, että munuainen on monimutkainen elin emmekä tunne tarkasti sen kehityksen ja toiminnan mekanismeja. 3D-tulostus on kehittyvä ala, jonka sovelluksilla on suuria tulevaisuuden mahdollisuuksia myös lääketieteessä. Tässä työssä tutkitaan lääketieteellisen 3D-tulostuksen ja erityisesti munuaisen 3D-biotulostuksen mahdollisuuksia teoriassa ja käytännössä. Työ taustoitetaan katsauksella munuaisen organogeneesiin ja työssä käytettäviin lääketieteellisiin kuvaus-, mallinnus- ja tulostusmenetelmiin. Lisäksi esitellään muista tutkimuksista yleistetty malli 3D-tulostusprosessin vaiheista. Työn konkreettisena vaatimuksena on luoda hiiren alkion munuaisen tomografiakuvista tulostettavat pintamallit ja rakentaa ne tarkoitukseen sopivilla 3D-tulostimilla. Lopulliset menetelmät on valittu visualisointia ajatellen ja teoriaa hyväksi käyttäen, huomioiden tutkimuksen tarpeet mutta mahdollisen tulostintekniikan puitteissa. Tulosteet mitataan ja niitä verrattaan lähteenä käytettyihin malleihin. Vertailun perusteella jotkut tuloste- ja mallimittaukset eroavat toisistaan selkeästi, ja mahdollisia syitä tähän arvioidaan. Tuloksia ja käytettyjä menetelmiä arvioidaan kriittisesti. Lopuksi pohditaan siirremunuaisen 3D-tulostuksen mahdollisuuksia muiden munuaistautiin parannusta etsivien tutkimussuuntien ohella. Kaikki lähestymistavat ovat riippuvaisia munuaisen molekyylitason mekanismien paremmasta tuntemuksesta. 3D-biotulostus on vasta alkuvaiheessaan.