پیوند ارگان ها با بایوپرینت
بسیاری از بیماران در سراسر جهان در لیست انتظار پیوند عضو قرار دارند. بزرگ‌ترین مانع در این مسیر، نبود بافت‌های مهندسی‌شده‌ای است که بتوانند در بدن دوام بیاورند. مشکل اصلی، انتقال اکسیژن و مواد مغذی به تمام سلول‌های بافت است. بدون یک سیستم عروقی فعال، بافت‌های ساخته‌شده در آزمایشگاه در مدت کوتاهی دچار مرگ سلولی می‌شوند. اکنون، تحقق رویای پیوند ارگان ها با بایوپرینت با دستاوردهای اخیر پژوهشگران دانشگاه‌های رایس، واشنگتن، دوک و روآن وارد فاز جدیدی شده است.
پیوند ارگان ها با بایوپرینت
معماری دوگانه: کلید موفقیت در چاپ زیستی
جردن میلر و همکارانش در این تحقیق، با تمرکز بر ساختار میکروسکوپی بافت‌های انسانی، معماری عروق را بازسازی کردند. آن‌ها معتقدند برای ساخت ریه، ما تنها به یک شبکه نیاز نداریم؛ بلکه باید دو شبکه مجزا را هم‌زمان ایجاد کنیم: یکی برای جریان خون و دیگری برای عبور هوا. این تیم با استفاده از تکنولوژی چاپ زیستی، ساختاری تولید کرد که توانست اکسیژن را به کیسه‌های هوایی برساند. آن‌ها این ساختار را با موفقیت به موشی که از آسیب مزمن ریوی رنج می‌برد، پیوند زدند.
تکنولوژی چاپ: استریولیتوگرافی و کنترل نوری
برای رسیدن به این سطح از دقت، پژوهشگران از روش استریولیتوگرافی (SLA) استفاده کردند. در این روش، چاپگر زیستی با تابش نور، مونومرها را به صورت لایه‌به‌لایه پلیمریزه می‌کند. چالش بزرگ، دستیابی به رزولوشن بالا در محور Z بود. آن‌ها برای حل این مشکل، از افزودنی‌های جذب‌کننده نور (رنگ خوراکی) استفاده کردند. این ابتکار به ماژول پرینتر زیستی اجازه داد تا عمق نفوذ نور را کنترل کرده و لایه‌های ظریف‌تری را با دقت میکرونی تولید کند.
نقش جوهر زیستی و سلول‌های اندوتلیال
این فرایند با استفاده از یک جوهر زیستی دقیق صورت گرفت. پس از تولید داربست اولیه، محققان سلول‌های اندوتلیال را درون این عروق تزریق کردند. این سلول‌ها به شکلی منظم در دیواره‌ها آرایش یافتند و شبکه‌ای زنده ایجاد کردند که شرایط درون‌تنی (In-vivo) را شبیه‌سازی می‌کند.
آینده خدمات چاپ زیستی
دستاورد این تیم نشان می‌دهد که پرینت زیستی دیگر یک رویا نیست. امروزه مراکز تحقیقاتی می‌توانند با بهره‌گیری از خدمات چاپ زیستی تخصصی، داربست‌های عروقی پیچیده بسازند. محققان همچنین می‌توانند با استفاده از یک کیت مهندسی بافت استاندارد، رفتار سلول‌های اندوتلیال را در محیط‌های مختلف مطالعه کنند.
و در نهایت …
ساخت موفقیت‌آمیز کیسه‌های هوایی ریه، مسیر پیوند ارگان ها با بایوپرینت را هموارتر کرده است. با پیشرفت روزافزون سخت‌افزارهای چاپ و فرمولاسیون جوهرهای زیستی، ما به روزی نزدیک می‌شویم که می‌توانیم اندام‌های حیاتی را مطابق با نیازهای اختصاصی هر بیمار در آزمایشگاه تولید کنیم. این دستاورد، آغازگر فصلی نو در پزشکی بازساختی است.