انقلاب در غربالگری داروها با پرینت زیستی در پلیت
غربالگری داروها روی نمونه‌های بافت انسانی، ترکیبات مؤثر را به سرعت شناسایی می‌کند. این روش نیاز به آزمایش‌های حیوانی در مراحل پیش‌بالینی را کاهش می‌دهد. با این حال، فناوری‌های چاپ زیستی فعلی سرعت پایینی دارند. این سیستم‌ها نمی‌توانند حجم زیادی از بافت‌ها را در زمان مناسب بسازند.
محققان دانشگاه کالیفرنیا این چالش را حل کردند. آن‌ها روشی نوین برای پرینت زیستی مستقیم با توان عملیاتی بالا (HT-3DP) توسعه دادند. این فناوری کل پلیت ۹۶ خانه را در کمتر از ۳۰ دقیقه پرینت می‌کند. این سرعت بالا، امکان تست همزمان صدها داروی سفارشی را فراهم می‌سازد.
پرینت زیستی در پلیت
مکانیسم عملکرد چاپ لایه به لایه دیجیتال
فرایند ساخت شامل گام‌های دقیق زیر است:
- مدل‌سازی سه‌بعدی: محققان با داده‌های سی‌تی‌اسکن (CT) یا ام‌آر‌آی (MRI) مدل اولیه را در نرم‌افزار CAD طراحی می‌کنند.
- برش دولایه‌ای: نرم‌افزار مدل را به برش‌های دوبعدی تبدیل می‌کند.
- پرتوافکنی دیجیتال: فوتوماسک‌های دیجیتالی الگوهای نوری را می‌سازند. میکروآینه‌های هوشمند نور را روی پلیمرهای حساس می‌تابانند.
- تثبیت فوری: نور پلیمریزاسیون را فعال می‌کند. محلول هیدروژل به سرعت جامد می‌شود و سلول‌های زنده را درون خود تثبیت می‌کند.
ساخت مدل کبد عروقی و نتایج ارزیابی دارو
پژوهشگران برای سنجش کارایی، مدل همزمان کبد و عروق را طراحی کردند:
- جوهر زیستی کبد: هیدروژل ژلما ۷.۵ درصد حاوی سلول‌های کبدی HepG2.
- تنظیم مکانیکی: سختی ماتریس هیدروژل کاملاً با سختی بافت کبد طبیعی مطابقت دارد.
- زنده‌مانی بالا: آزمون MTT در روز هفتم، نرخ بقای سلولی بالای ۸۵ درصد را نشان داد.
- رگ‌زایی همزمان: پژوهشگران داربست کبد را با کانال‌های عروقی حاوی سلول‌های HUVEC ترکیب کردند.
محققان بافت‌های ساخته‌شده را با داروی شیمی‌درمانی دوکسوروبیسین تیمار کردند. آن‌ها اثر غلظت و زمان تماس دارو را بر زنده‌مانی بافت ارزیابی کردند. این سیستم بستری کارآمد برای مطالعه بیماری‌های چندبافتی و شتاب‌بخشی به کشف داروهای جدید ارائه می‌دهد.
منبع پرینت زیستی در پلیت
Hwang, H. H., You, S., Ma, X., Kwe, L., Victorine, G., Lawrence, N., … & Chen, S. (2021). “High throughput direct 3D bioprinting in multiwell plates.” Biofabrication, 13(2), 025007.
