مادا تک mada tech ماداتک

چگونگی پرینت سه‌بعدی اندام‌های بدن: نویدبخش‌ترین پروژه‌ها در سال 2020 (قسمت اول)

خدمات پرینت سه بعدی

پیشرفت‌های مورد نیاز

با وجود هزاران پیوند اعضای بدن که در سراسر جهان انجام می‌شوند، به راحتی نمی‌توان تقاضای روزافزون برای اهدای عضو را برآورده نمود. متأسفانه، اهداءکنندگان در قید حیات و درگذشته تنها منبع مناسب برای این اندام‌های نجات‌دهنده زندگی هستند، زیرا در حال حاضر انسان قادر به تولید اعضای بدن در کارخانه نیست.

پزشکی ترمیمی (Regenerative Medicine) شاخه‌ی از علم نوین پزشکی (میان‌رشته‌ای) است که با ترمیم یا حتی جایگزینی سلول‌های آسیب‌دیده یا از دست رفته روش‌هایی را برای رشد مجدد اندام‌ها و بافت‌ها ایجاد می‌کند. پزشکی ترمیمی طیف گسترده‌ای از تکنیک‌ها را شامل می‌شود، از جمله درمان سلول‌های بنیادی و مهندسی بافت (Tissue Engineering)، که در این حوزه تحقیقات گسترده‌ای در مورد پرینت سه‌بعدی انجام می‌شود.

 

پرینت سه بعدی کلیه

 

چاپ سه‌بعدی زیستی

 

به طور خلاصه، چاپ سه‌بعدی زیستی (3D Bioprinting) در اصل استفاده از تکنیک‌های ساخت افزایشی برای ایجاد ساختارهای سه‌بعدی برای مهندسی بافت است. نیازی به گفتن نیست که چاپ سه‌بعدی زیستی شامل چندین فرآیند با درجه پیچیدگی بالا، از طراحی ساختارهای اندام‌وار تا پسا برانگیختگی مواد که با عنوان Maturation نیز نامیده می‌شود، است.

با وجود این که روش‌های چاپ زیستی مختلفی وجود دارند، اما شاید رایج‌ترین آن‌ها فرآیندی شبیه نمونه‌سازی رسوب شدهFused Deposition Modeling) است که در آن ماده چسبناکی اکسترود شده و لایه‌لایه رسوب می‌کند. به بیان دقیق‌تر، موادی که به صورت ذوب شده هستند به وسیله نازل به صورت لایه‌لایه روی یک صفحه (پلت فرم) ته‌نشین می‌گردند، تا این که در نهایت هر لایه به زیر لایه خود می‌چسبد. 

این ماده به‌عنوان جوهرزیستی Bioink)) شناخته می‌شود که بیشتر از سلول‌ها تشکیل شده است که اغلب یک ژل بیوپلیمر است که به پرینت سه‌بعدی کمک شایان توجهی می‌کند. توسعه جوهر زیستی زمینه‌ای تحقیقاتی چاپ سه‌بعدی زیستی محسوب می‌شود که با کمک و همراهی محققان پزشکی و توسعه‌دهندگان چاپ زیستی انجام می‌شود. در حالی که چاپ زیستی هنوز در مراحل ابتدایی است ولی با این وجود تاکنون موفقیت‌های چشمگیری در این زمینه حاصل شده است.

 

پرینت سه بعدی کلیه

 

پرینت سه‌بعدی کلیه

 

از بین تمام اندام‌های بالقوه برای ساخت سه‌بعدی، کلیه ممکن است یکی از سخت‌ترین‌ها برای از نو خلق کردن باشد، دلیل اصلی پیچیدگی این اندام مربوط به ساختار داخلی آن است. با این حال، کلیه‌ها بیشترین اندام مورد نیاز برای پیوند هستند، بنابراین مناسب‌ترین گزینه برای تولید محسوب می‌شوند.

به همین منظور، در سال 2016، دانشمندان آزمایشگاه لوئیس Lewis Lab در دانشگاه هاروارد یک روش جدید پرینت زیستی ایجاد کردند که امکان ساخت بخش‌های کوچکی از نفرون به نام توبول پروگزیمال(Proximal Tubules) را فراهم می‌کند. نفرون‌ها اساسی‌ترین ساختار کلیه هستند و مسئول تصفیه خون در این اندام‌ها محسوب می‌شود.

در سال 2019، شرکت چاپ زیستی آمریکایی Organovo تولید موفقیت‌آمیز ارگانوئیدهای کلیه را از طریق پلت فرم (بستر) پرینت زیستی، The Organovo NovoGen، اعلام کرد. اینها ساختارهای مبتنی بر سلول‌های بنیادی خودسازمان‌دهنده هستند که می‌توانند در تعداد زیاد و نسبتاً سریع تولید شوند.

به تازگی، در سپتامبر سال 2020 شرکت United Therapeutics Corporate The با شرکت پزشکی ترمیمی اسرائیلی به نام CollPlant Biotechnologies برای استفاده از فناوری مواد (rhCollagen) در توسعه پرینت زیستی کلیه همکاری کرد.

 

منبع: all3dp

 

آخرین آخبار