بازسازی اجزای قلب به کمک پرینتر سه بعدی

در عصر جدید پرینترها از دستگاه هایی ساده که مطالبی را روی کاغذ چاپ می کردند، به ابزارهایی شگفت انگیز تبدیل شدند که حتی می توانند غذا را به دلخواه کاربر تولید کنند. در این میان زیست شناسان و پزشکان نیز سعی کرده اند از قابلیت های این ابزار خارق العاده بهره ببرند. هر چند فناوری پرینت های زیستی بسیار نوپا است اما پیشرفت های شگرف در آن نویدبخش می باشد. یکی از این پیشرفت ها تولید بخش هایی از قلب انسان بوسیله پرینتر سه بعدی است.

به گزارش پورتال یو سی (شما می توانید)، گروهی از محققان دانشگاه کارنگی ملون (Carnegie Mellon University) یک نسخه پیشرفته از فناوری FRESH (مخفف Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels) ابداع کرده اند که قادر است کلاژن را با پیچیدگی خاصی بطور سه بعدی پرینت کند و ساختارهایی از قلب انسان از رگ های خونی کوچک گرفته تا دریچه هایی برای بطن های تپنده قلب را بسازد.

در همین راستا به تازگی حق امتیاز اختراع فناوری FRESH در آمریکا به نام شرکت FluidForm ثبت شده است.

پروفسور آدام فاینبرگ (Adam Feinberg) یکی از موسسان این استارت آپ می گوید: «اکنون ما توانایی ساخت سازه هایی را داریم که از ویژگی های کلیدی ساختاری، مکانیکی و بیولوژیکی بافت های طبیعی استفاده می کنند. البته هنوز چالش های کوچکی در حوزه پرینت سه بعدی اعضای بدن انسان وجود دارد اما تحقیق ما گام مهمی در این زمینه به شمار می آید.»

هر چند پرینت زیستی سه بعدی به نقاط عطف مهمی دست یافته اما چاپ مستقیم سلول های زنده و مواد بیولوژیکی نرم کار دشواری است. یکی از موانع مهم در این زمینه پشتیبانی از مواد بیولوژیکی نرم و دینامیک طی فرآیند چاپ است تا به این ترتیب وضوح و دقت بازتولید لازم برای احیای ساختار پیچیده سه بعدی و عملکرد آن فراهم شود. فناوری FRESH از روش چاپ جاسازی شده ای استفاده می کند که با کمک ژل پشتیبانی موقت، این چالش را حل می کند و این امکان را فراهم می کند که قالب های پیچیده چاپ سه بعدی با استفاده از کلاژن را به صورت اصلاح نشده مخصوص خود بسازد.

پیش از این، عملکرد محققان محدود بود زیرا مواد نرم با دقت بازتولید بالا و فراتر از چند لایه در ارتفاع به دلیل فرورفتگی دشوار بود. در این تحقیق محققان روشی ابداع کردند که با تغییر سریع pH سبب می شود کلاژن بطور خودکار شکل بگیرد.

این فناوری بر اساس MRI افراد پرینت های سه بعدی قلب را انجام داد و ساختارهای آناتومی مخصوص هر بیمار را بازتولید کرد. با وجود این چالش اصلی همچنان تولید میلیاردها سلول است تا بافت های بزرگتر را با پرینتر سه بعدی چاپ کنند. از سوی دیگر هنوز قوانین نظارتی درباره این فرآیندها تصویب نشده است.

منابع

خبر علمی «بازسازی اجزای قلب به کمک پرینتر سه بعدی» توسط هیئت تحریریه خبر پورتال یو سی (شما می توانید) با استناد به ScienceMag و 3D Printing Industry و مجله دانستنیها، ترجمه، تدوین و نگارش شده است.