Forskare från de kanadensiska universiteten McMaster och University of Waterloo har 3d-printat en modell som kan återskapa effekten av att röka cannabis på den mänskliga lungan.
Genom att ladda deras ”In-Vitro Exposure System” (IVES) med epitelceller och utsätta dem för cannabisrök har teamet kunnat kartlägga biverkningarna i kroppen. Efter den första framgången har forskarna nu publicerat sin modell som en öppen källkod, eftersom de vill att vetenskaplig forskning ska komma fram i takt med att allt fler länder och delstater legaliserar marijuana.
Bedömning av kostnaderna för att ”röka på”
Våra lungor kommer regelbundet i kontakt med bakterier och virus, och människokroppen har därför utvecklat ett immunsvar för att förhindra att vi blir sjuka. Epitelcellerna som täcker våra luftvägar är en viktig del av detta försvar, genom att generera slem såväl som antivirala cytokiner, och när de skadas av sjukdomar som astma blir de dysfunktionella och orsakar andningssvårigheter hos drabbade patienter. Enligt de kanadensiska forskarna innebär rökning av cannabis en liknande ”attack på lungorna” genom att den orsakar symtom som hosta, väsande andning och tryck över bröstet.
In vitro-testmodeller är redan ett viktigt verktyg för forskning om tobaksrökning, men med tanke på kostnaden, osäkerhetsfaktorer och bristen på tillgänglighet används de sällan i liknande cannabisstudier. För att komma förbi detta bestämde forskarna därför att 3d-printa ett nytt IVES-system i syfte att göra det så tillgängligt som möjligt för icke-specialiserade laboratorier.
Att 3d-printa en robotlunga
Med hjälp av en Formlabs Form 2 3d-skrivare producerade teamet en fyrakammars lungliknande IVES, med två inlopp, fyra utlopp och fyra kammarkåpor. I teorin fungerar systemet genom att ”inhalera” rök via ett av inloppen, innan det fördelas över sina fyra kammare (var och en innehåller en cellbelastad insats), innan röken slocknar.
För att testa sin nya maskin i praktiken valde forskarna att rulla upp lite cannabis, tända på och ansluta IVES med en trevägsventil och en spruta. När robotlungan hade slutat ”röka”, bedömde forskarna livskraften hos epitelcellerna och fann att deras autoimmuna funktionalitet hade skadats allvarligt.
Flera olika andningsrelaterade problem
Forskarna jämförde också cellernas cytokinnivåer med de som togs från patienter med rökrelaterade sjukdomar och upptäckte att användare av marijuana är mer benägna att drabbas av halsont, inklusive andra andningssjukdomar.
Även om forskarna medger att ytterligare parametertester skulle behövas för att verifiera resultaten, anser de att deras apparat är en framgång. Faktum är att teamet anser att deras tillvägagångssätt kan användas i olika toxikologiska studier, allt från joint- och e-cigarettanalys, till att bedöma effekterna av patogener på immunsystemet.
