ساختارهای فوق‌­العاده نرم پرینت سه بعدی شده برای تکثیر اندام‌­های داخلی

پرینت سه بعدی اعضای بدن

محققان امپریال کالج لندن یک روش پرینت سه بعدی جدید با استفاده از روش سرمازایی که به آن‌ها اجازه می­دهد ساختارهای بیولوژیکی سه بعدی را تکثیر کنند، ایجاد کرده‌­اند. می­توان از این روش برای تولید بافت­ها و اندام‌­ها استفاده کرد.

این تحقیق بر اساس تحقیقات پیشین بنا نهاده شده است، اما اولین روش برای تولید ساختارهای نرمی که بتوانند همانند خواص مکانیکی اندام­‌هایی مانند مغز و ریه‌­ها عمل کنند، است.

توانایی هماهنگی با ساختار و نرمی بافت­های بدن بدین معنی است که این ساختارها می­توانند در روش­های پزشکی برای تولید پایه به عنوان الگو برای بازسازی بافت در جایی که بافت­های آسیب دیده نیاز به ترغیب برای رشد مجدد دارند، استفاده شوند.

بازسازی بافت آسیب دیده به‌وسیله روش کاشتن سلول­‌ها در پایه‌­های متخلخل و تشویق به رشد آن‌ها به بدن اجازه ترمیم شدن بدون مشکلاتی که معمولاً در روش­های جایگزین کردن بافت به‌وسیله پیوند مانند رد کردن بافت پیوندی توسط بدن ایجاد می­شود را می­دهد.

استفاده از پایه­‌ها متداول‌­تر شده و کاربردهای متنوعی یافته است، اما این روش جدید در تولید پایه‌­های فوق­‌العاده نرم خاص بوده که همانند نرم­‌ترین بافت­ها در بدن انسان هستند و می­توانند به پیشرفت بازسازی بدن کمک کنند. به‌طور خاص، ممکن است در آینده پتانسیل کاشت سلول‌­های عصبی که در مغز و نخاع دخالت دارند، وجود داشته باشد.

محققان به‌وسیله کاشت سلول­‌های فیبروبلاست پوستی که مسئول تولید بافت متصل در پوست است، ساختارهای پرینت شده به روش سه بعدی را آزمایش کردند. این آزمایش نشان داد که اتصال و بقای موفقیت­‌آمیز ایجاد شده بود. این موفقیت در کنار تحقیق پیشین می­تواند امکان موفقیت­های بیشتر در رشد سلول­‌های بنیادی را ایجاد کند که از نظر پزشکی به علت توانایی آن‌ها در تغییر به انواع مختلف سلول‌­ها هیجان‌انگیز است.

علاوه بر این، این تکنیک می­تواند برای ایجاد اجزاء بدن و یا حتی کل اندام­ها مورد استفاده قرار گیرد. این مورد برای دانشمندان مفید است زیرا به آن‌ها اجازه می­دهد آزمایش­‌هایی که روی موجود زنده امکان­پذیر نیست را انجام دهند. آن‌ها می­توانند برای کمک به آموزش پزشکی و جایگزینی نیاز به بدن حیوانات برای تمرین عمل جراحی استفاده شوند.

Zhengchu Tan محقق بخش مهندسی مکانیک امپریال کالج می­گوید: در این لحظه، ما ساختارهایی با اندازه چند سانتی­متر به وجود آورده­ایم، اما ما علاقه­‌مندیم که یک اندام کامل را با استفاده از این روش تولید کنیم.

این روش از دی­اکسید کربن جامد برای خنک کردن سریع جوهر هیدرو ژل بیرون آمده از پرینتر سه بعدی استفاده می­کند. پس از یخ‌زدگی، ژل شکل گرفته به نرمی بافت­های بدن است؛ اما تحت فشار وزن خودش متلاشی نمی­شود، موضوعی که در روش­های مشابه پیشین اتفاق می­افتاد.

دکتر Antonio Elia Forte محقق بخش بیومهندسی امپریال کالج می­گوید: سرمازایی جنبه‌­ی جدید این فناوری است. سرمازایی از تغییر فاز بین مایع و جامد برای آغاز پلیمریزاسیون استفاده می­کند و اشیاء با نرمی فوق­‌العاده که می­توانند شکل خود را حفظ کنند تولید می­نماید. این بدین معنی است که این فنّاوری استفاده‌­های بسیار متنوع و وسیعی دارد.