ايتنا - طراحی گوش سه بعدی برای پیوند زدن به بدن انسان

به گزارش ایتنا از فارس، چاپگرهای پیشرفته سه‌بعدی به چنان سطحی از توانمندی رسیده‌اند که از آنها می‌توان برای تهیه استخوان فک ، عضله، غضروف‌ها و .... استفاده کرد. حالا این توانمندی توسعه داده شده و به طراحی عضو حساسی مانند گوش انسان رسیده است.

یک گروه تحقیقاتی به رهبری آنتونی آتالا از موسسه پزشکی Wake Forest بعد از ده سال تلاش موفق به ابداع سیستمی موسوم به سیستم چاپ ارگان و بافت یکپارچه شده که بعد از دریافت تاییدیه‌های ایمنی می‌توان از آن برای طراحی اجزای بدن انسان که در اثر جراحت یا بیماری یا .... آسیب دیده‌اند استفاده کرد.

با توجه به طراحی هر یک از این اجزای بدن برای افراد خاص آنها می‌توانند به طور کامل نیازهای ویژه فرد مورد نظر را پاسخگو باشند. جزییات این کشف بزرگ علمی در نشریه Nature Biotechnology منتشر شده است.

بیوچاپگرها که از آنها برای تهیه این اجزا استفاده می‌شود از نظر عملکرد شباهت زیادی با چاپگرهای سه‌بعدی متعارف دارند. اما در آنها به جای استفاده از پلاستیک، صمغ و فلزات، از مواد بیو که شباهت زیادی با ارگان های زنده دارند برای چاپ سه‌بعدی اجزای بدن استفاده می‌شود.

باید توجه داشت بیو چاپگرها هنوز از توانمندی لازم برای تهیه اجزای بدن به همان قوت یا ابعاد دقیق برخوردار نیستند. محصولاتی که تا به حال از این طریق تولید شده‌اند هنوز بسیار ضعیف هستند و ساختارشان بی‌ثبات است. لذا نمی‌توان از آنها در جراحی‌های پیوند اعضای بدن استفاده کرد.

نکته دیگر این است که هنوز نمی‌توان برخی جزییات و ساختارها را در این اجزای تهیه شده با چاپگر سه‌بعدی گنجاند. به عنوان مثال می‌توان به عروق خونی یا عروق موجود در دیگر بخش‌های بدن اشاره کرد. این امر موجب خواهد شد تا سلول‌ها نتوانند اکسیژن و مواد مغذی مورد نیاز را دریافت کنند.

سلول‌ها بدون وجود رگ‌های خونی کوچک‌تر از ۲۰۰ میکرون نمی‌توانند زنده بمانند. این ابعاد بسیار کوچک است و طراحی آن با بیوچاپگرها ساده نیست. این چالش موفقیت نهایی این دستاورد عرصه فناوری را تا حدی با چالش مواجه می‌کند.

برای حل این مشکل تلاش شده تا از مواد پلیمری شبه پلاستیکی قابل تخریب در محیط زیست برای شکل‌دادن به بافت‌های گوناگون و ژل آبی ساختار بخش غیرسمی استفاده شود. یک ساختار بیرونی هم برای سرپا نگهداشتن کل این مجموعه در جریان چاپ اجزای سه‌بعدی به کار گرفته می شود.

برای حل مشکل محدودیت ابعاد هم محققان مجاری بسیار ریزی را در طراحی های خود گنجانده‌اند که نقل و انتقال اکسیژن و مواد مغذی را به هر سلولی در ساختار چاپ شده تسهیل می کند. این کار عملا به معنای بازطراحی مویرگ برای اجزای چاپ شده بدن خواهد بود.

محققان برای آزمایش اجزای سه بعدی چاپ شده بدن آزمایشاتی را بر روی حیوانات زنده انجام داده اند. به عنوان مثال گوشهای خارجی چاپ شده انسان در زیر پوست یک موش پیوند زده شد. بعد از دو ماه گوش ها هنوز شکل خود را حفظ کرده و بافت غضروف و عروق خونی شکل گرفته بودند. همچنین بافت های عضلانی چاپ شده به بدن موش ها پیوند زده شده و شرایط خود را حفظ کردند.

از سلول های بنیادی هم برای ایجاد تعدادی استخوان فک و پیوند زدن آنها به موش ها استفاده شد. ۵ ماه بعد این ساختار به یک بافت استخوانی دارای عروق مبدل شد. انتظار می‌رود در آینده از این استخوان های سه‌بعدی برای بازسازی صورت انسان‌ها هم استفاده شود. هنوز مشخص نیست چه زمان می‌توان انتظار داشت از این اجزای بدن چاپ شده برای حل مشکلات انسان‌ها استفاده کرد.