بیو- پرینتر سه‌بعدی با توان ساخت گوش، ماهیچه و یا بافت استخوانی کامل

نویسنده:

۱۰:۴۹:۱۵

مجله اینترنتی فوت و فن
روز دوشنبه پژوهشگران موسسه ویک فارست Wake Forest برای پزشکی احیا کننده چگونگی ساخت پرینتر سه‌بعدی را شرح دادند که به اندازه‌ای دقیق است که می‌تواند که بافت‌های جایگزینی را بسازد که توانایی کاربرد در عمل جراحی پیوند عضو را دارند. اعضای بدنی که تا کنون چاپ شده‌اند یک استخوان فک، بافت ماهیچه، ساختارهای غضروفی و شاید تحسین برانگزترین آنها یک نمونه کاملا دقیق از گوش انسان است را شامل می‌شود. 

با بیش یک دهه زیر ساخت و طراحی بودن یافته‌های گروه هدایت شده توسط پروفسور انتونی آتالا امروز در Nature Biotechnology انتشار یافت و نماینده گامی خارق‌العاده به جلو به سمت ایده انسانی ست که به راحتی به هم نصب شده و کار می‌کند. بر طبق گفته  گروه ویک فارست، بیو-پرینتر (یا پرینتر زیستی) خیلی شبیه به یک پرینتر سه‌بعدی سنتی کار می‌کند که از تکنیکهای ساخت افزودنی برای اضافه کردن مواد بصورت لایه به لایه استفاده می‌کند  که در نهایت ساختاری پیچیده را می‌سازد. اما بر خلاف بیشتر پرینترهای سه‌بعدی که از پلاستیک، رزین، و فلزات (و گاهی اوقات حتی سرامیک) استفاده می‌کنند، بیو-پرینتر از موادی کاملا متفاوت استفاده می‌کند.

بیو-پرینتر‌های به همان رروش پرینتر‌های سه‌بعدی مرسوم کار می‌کنند ساخت و ساز با افزودنی‌ها را برای ایجاد سازه‌هایی پیچیده بصورت لایه به لایه استفاده می‌کنند. بجای استفاده از پلاستیک، رزین و فلزات بیو-پرینتر‌های از بیومتریال (یا مواد زیستی) که طرز خیلی دقیقی نزدیک به بافت زنده می‌باشند استفاده می‌کنند.
 زمانی که بافت ترکیب شده و سیستم چاپ اعضا(ITOP)  بیشتر مورد آزمایش قرار گرفت، و امن بودن آن برای انسانها ثابت شد، ممکن است که به زودی بتوانیم اعضای بدن جایگزین برای بیماران چاپ کنیم.

با وجود اینکه بیو-پرینتر‌ها ایده جدیدی نمی‌باشند، ITPO از آن سری در حال حاضر موجود بالاتر می باشد زیرا محصولات آن به اندازه کافی قوی هستند تا دکترها بتوانند با آنها کار کنند. همانطور که گیزمودو توضیح می‌دهد " بیو-پرینتر‌های موجود نمی‌توانند بافتهایی با اندازه و قوت کافی را شبیه‌سازی کنند. محصولات آنها در آخر بسیار ضعیف و از نظر ساختاری برای جراحی پیوند اعضا نامتعادل  می‌باشند." علاوه بر این بیو-پرینتر‌ها پیش از این قادر به چاپ رگهای خونی، مویرگها و ساختارهای دیگر از این قبیل نبودند که این مشکل کلیدی در حوزه‌ی پزشکی ست.
آتالا به گیزمودو بیان کرد که " سلولها نمی‌توانند بدون رگ خونی که کمتر از ۲۰۰ میکرون (۰.۰۷ اینچ) باشد زندگی کنند که بسیار ریز می‌باشد. این ماکزیمم فاصله می‌باشد و این تنها برای چاپ نمی‌باشند، این طبیعت است."

اما ITOP این مشکل را با استفاده از مواد پلیمری برای ساختن شکل ساختار،  و سپس با کمک یک ژل که پایه‌ای از آب دارد و سلولها را به محل درست در ساختار می‌فرستد حل کرده است. یک ساختار خارجی بصورت موقت کار گذشته می‌شود برای اینکه به سلول‌ها در حفظ شکل خود در حین روند چاپ کمک کند و پژوهشگران همچنین میکروکانال‌ها را بصورت مستقیم در ساختار می‌گذارند که اجازه ارسال مواد غذایی و اکسیژن را به سلول‌ها می‌دهد.  آتالا بیان دارد که "ما با ایجاد میکروکانال‌ها که مانند جایگاهی برای مویرگها می‌باشند در واقع مویرگها را بازسازی کردیم".
اینطور که به نظر می‌رسد آتالا و گروهش چیز خوبی را با خود دارا می‌باشند، بافتهایی که به نظر اندازه، و شکل درست دارند و دارا قوت مناسب برای استفاده در یک بدن واقعی انسان، اما این بافتها هنوز تحت آزمایش قرار می‌گیرند تا از امنیت آنها بیشتر مطمئن شویم و چیز هیجان‌انگیزتر این است که آنها به دنبال  به کار بردن ITOP در جاهای دیگر می‌باشند.

 آتالا به Quartz گفت که " پیشرفت آینده بافت ترکیب شده و سیستم چاپ اعضا به سمت تولید بافت برای انسانها سوق داده شده است و برای ساخت بافتهای پیچیده‌تر و اعضا کامل. البته وقتی بافت و اعضای انسان تولید می‌کنید باید مطمئن شوید  که سلول‌ها زنده می‌مانند و عمل کردن آخرین آزمایش می‌باشد. تحقیقات ما امکان‌پذیری چاپ استخوان، ماهیچه و غضروف  برای بیمار را نشان می‌دهد و ما از روشهای یکسانی برای تولید اعضای کامل استفاده خواهیم کرد".
 

 

برگرفته از
پرینتر سه‌بعدی
لینک کوتاه

دیدگاه