ساخت گوش زنده انسان با چاپگر سه بعدی زیستی - مجله پیامک مسعود

دانشمندان قبلا هم توانسته بودند از سلول های زنده به عنوان ماده خام چاپگرهای سه بعدی استفاده نمایند و برخی بافت ها را بسازند. با این حال بافت هایی که چاپ می کردند خیلی ریز و ناچیز بودند، چرا که ساختارهای بزرگتر سلولی خیلی زود از هم می پاشند و معمولا سلول هایی که در عمق بافت قرار دارند بر اثر کمبود اکسیژن می میرند. در حقیقت اگر قطر بافتی که آن ها چاپ می کردند از 0.2 میلی متر بیشتر می شد، سلول ها بر اثر کمبود اکسیژن و مواد مغذی از بین می رفتند. ولی اکنون دانشمندان از نوعی فناوری تازه به نام چاپگر یکپارچه بافت-اندام (ITOP) استفاده نموده اند که باعث می گردد بتوانند اندام هایی مثل لاله گوش را در ابعاد واقعی بسازند و در عین حال همه سلول های آن زنده بمانند.

پژوهشگران مرکز پزشکی ویک فورست باپتیست (Wake Forest Baptist) در این فناوری، ابتدا یک هیدروژل چسبناک سازگار با سلول ها را با یک ماده سفت تر که می تواند حفظ نماینده ساختار کلی اندام باشد، در هم می بافند. در این ساختار، کانال های خیلی کوچکی بوجود می آید که می توانند اکسیژن و مواد مغذی را به سلول هایی که در عمق قرار دارند برسانند تا این سلول ها خفه نشوند. به نوعی این اندام ساختار اسفنجی دارد. سپس وقتی این اندام به بدن جانور وصل می گردد، به مرور زمان ساختار ماده سفت تر از بین می رود و در عوض با پروتیین های طبیعی فراوری شده به وسیله سلول ها جایگزین می گردد.

پژوهشگران به جز گوش انسان، قبلا با این روش برای موش ها، استخوان، ماهیچه و غضروف هم درست نموده بودند. مثل اندام های واقعی، در این اندام های چاپ شده هم رگ های خونی و ساختارهای درونی حیاتی مثل عصب ها بوجود می آید. بنابراین هرچند که ظاهر بیرونی این گوش پیچیده به نظر می رسد، ولی در مقایسه با پیچیدگی ساختار درونی آن خیلی ساده است. مقاله آکادمیک این پژوهش در نظریه نیچر بیوتکنولوژی (Nature Biotechnology) منتشر شده است.

پروفسور آنتونی آتالا (Anthony Atala) که سرپرست این گروه پژوهشی است می گوید اکنون این بافت ها را می توان برای انسان استفاده کرد. اکنون این اندام های چاپ شده به میزان اندام های واقعی انسان مقاوم هستند و دانشمندان می خواهند ببینند که دوام آن ها چقدر است. آتالا می افزاید که چاپ سه بعدی درب های تازهی را برای پزشکی می گشاید. اگر فردی قسمتی از اندام خود، مثل تکه ای از استخوان فکش را از دست داده باشد، از جمجمه او اسکن سه بعدی می گردد و سپس کامپیوتر تشخیص می دهد که قسمت از دست رفته باید به چه شکلی چاپ گردد. چاپگر سه بعدی هم با استفاده از فناوری ITOP تکه از دست رفته را می سازد.

پژوهشگران اکنون درحال مذاکره با سازمان غذا و دارو هستند تا بتوانند این اندام ها را روی انسان ها آزمایش نمایند و در نهایت بتوانند به یک فناوری پخته و قابل اعتماد برای جایگزین کردن اندام های از دست رفته انسانی به وسیله چاپ سه بعدی با استفاده از سلول های زنده برسند.

منبع: ScienceMag