محققان اجزای قلب انسان را با چاپ 3بعدی فراوری کردند

به گزارش راه ساری، چاپ زیستی 3بعدی بافت های انسانی فناوری نوظهوری است که بعضی از غیرممکن ها را ممکن می نماید. این فناوری در مراحل اولیه خود است ولی ممکن است روزی فرا رسد که بتوان تمام اندام های بدن را با چاپ سه بعدی فراوری کرد.

به گزارش خبرنگاران و به نقل از گیزمگ، دانشمندان توانستند به مرحله دستیابی به این فناوری نزدیک شوند. در این راستا محققان دانشگاه کارنگی ملون(Carnegie Mellon) پیروز شدند تمام اجزای قلب را در یک مقیاس کامل، چاپ نمایند.

فرآیندی که بعضی از بخش های آن مشابه با قلب واقعی است.

سلول های ویژه ای که در بدن انسان اندام های ما را تشکیل می دهند، با استفاده از ماده زمینه ای به نام ماتریکس برون یاخته ای(ECM) به هم می چسبند.

ماتریکس برون یاخته ای ماده زمینه ای یا شبکه ای از گلیکوپروتئین ها و یاخته ها است که پیرامون سلول ها را در بر می گیرد. این ماده ژله مانند از گلیکوزآمینوگلیکان ها، گلیکوپروتئین ها، مایع بافتی و گاهی فیبروبلاست های استروما ساخته شده است.

این شبکه از پروتئین ها نه تنها همه چیز را در خود نگه می دارد، بلکه سیگنالی بیوشیمیایی برای عملکرد منظم و سالم یک اندام فراهم می نماید.

کلاژن، پروتئینی است که در یکپارچگی ساختاری اندام ها نقشی اساسی ایفا می نماید ولی وقتی صحبت از چاپ زیستی می گردد، چالش های منحصر به فردی را به همراه دارد.

اندرو هادسون محقق اصلی پروژه اظهار کرد، کلاژن یک ماده زیستی مطلوب برای فرآیند چاپ سه بعدی است. زیرا به معنای واقعی، هر بافت بدن را تشکیل می دهد.

چیزی که فرآیند چاپ سه بعدی را سخت می نماید این است که این کار با یک مایع شروع گردد. بنابراین اگر کوشش گردد که چاپ ماده در هوا صورت گیرد، یک حفره مایع روی پلتفرم ساخته می گردد.

بنابراین محققان این پروژه تکنیکی توسعه دادند که مانع تغییر حالت دادن ماده در فرآیند چاپ زیستی می گردد.

در این روش تیم هادسون هیدروژلی ساختند که برای حفط ساختار کلاژن و جلوگیری از ریزش آن استفاده می گردد.

عملکرد این ژل به این ترتیب است که به کلاژن اجازه می دهد لایه لایه رسوب کند تا یک ساختار جامد را درون آن تشکیل دهد.

سپس این ژل با گرم کردن در دمای اتاق ناپدید می گردد و ساختار کلاژن چاپ شده را به همان ترتیب و شکل مورد نظر رها می نماید.

محققان پروژه از این تکنیک برای ساختن مجموعه ای از اجزای قلب در مقیاس انسانی استفاده کردند که البته تنها مبتنی بر کلاژن هم نبود.

آن ها همچنین از داده های تصویربرداری قلب استفاده کردند تا رگ های خونی، دریچه های قلبی که باز و بسته می شوند و بطن هایی که منقبض می شوند را بازسازی نمایند.

آدام فینبرگ(Adam Feinberg) مهندس پزشکی پروژه گفت: آنچه که ما نشان دادیم، این است که ما می توانیم اجزای قلب را از سلول ها و کلاژن ها به نحوی چاپ کنیم که عملکرد اجرایی دارند. اجزایی مانند دریچه قلب و بطن کوچک.

وی ادامه داد، ما پیروز شدیم با استفاده از اطلاعات حاصل از اسکن ام آرآی یک قلب انسان، ساختار آناتومیک اختصاصی بیمار را فراوری کنیم و کلاژن ها و سلول های قلب انسان را با استفاده از چاپ سه بعدی بسازیم.

محققان در پی تجاری سازی این محصول هستند. نتایج این پژوهش در مجله Science انتشار یافت.