مهندسین نانو در دانشگاه کالیفرنیا موفق به چاپ سه بعدی شبکه رگ‌های خونی با عملکردی مشابه رگ‌های واقعی و قابلیت ادغام با سیستم عروقی بدن شدند. با این نوآوری مسیر ساخت اندام مصنوعی هموار شد.

استاد مهندسی نانو، Shaochen Chen یک شبکه عروق خونی زیست تقلیدی را به صورت سه بعدی چاپ کرد. اعتبار: Erik Jepsen / انتشارات دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو

مهندسین نانو در دانشگاه کالیفرنیا در سن دیگو یک شبکه عروق خونی کاربردی را به صورت سه بعدی چاپ کردند. این نوآوری می‎تواند مسیری به سوی ساخت اندام‌های مصنوعی و درمان‌های احیا کننده هموار کند.

پژوهش جدید با رهبری Shaochen Chen، استاد مهندسی نانو یکی از بزرگترین چالش‌ها در مهندسی بافت را ازمیان برداشت. در واقع بزرگترین چالش در ایجاد بافت‌ها و اندام‌های زنده، ایجاد شبکه‌ای از رگ‌های خونی که می‌تواند خون، مواد مغذی، مواد زائد و سایر مواد بیولوژیکی را جابجا کند، بود. این کار باید هنگامی که در داخل بدن قرار می‌گیرند با امنیت انجام شود.

پژوهشگران در دیگر آزمایشگاه‌ها از فناوری‌های مختلف چاپ سه بعدی برای ایجاد عروق خونی مصنوعی استفاده کردند. اما فناوری‌های موجود آهسته و پر هزینه هستند و به طور عمده سازه‌های ساده‌ای را تولید می‌کنند، همچون یک رگ خونی ساده (در واقع یک لوله). این رگ‌های خونی قادر به یکپارچه سازی و ادغام با سیستم عروقی بدن نیستند.

Chen که آزمایشگاه مهندسی بافت، چاپ زیستی و مواد نانو در دانشگاه سن دیگو را رهبری می‌کند گفت: «تقریباً تمام بافت‌ها و اندام‌ها برای زنده ماندن نیاز به رگ‌های خونی دارند که به درستی کار کنند. و این یک تنگنای بزرگ در ساخت عضو پیوندی است، که تقاضای بالایی برای آن وجود دارد اما منبع تأمین آن محدود است. اعضای چاپ زیستی سه بعدی می‌توانند به پر کردن این شکاف کمک کنند و آزمایشگاه ما یک گام بزرگ به سوی این هدف برداشته است».

آزمایشگاه Chen یک شبکه عروق که با خیال راحت می‌تواند با شبکه بدن برای گردش خون ادغام شود را به صورت سه بعدی چاپ کردند. این رگ‌های خونی شبیه به ساختار رگ‌های خونی بدن به شاخه‌های کوچکتر بسیاری تقسیم می‌شوند. این پژوهش در مجله بیومتریال منتشر شده است.

مدل دیجیتال شبکه رگ‌های خونی. اعتبار: Erik Jepsen / انتشارات دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو

گروه Chen این فناوری نوآورانه چاپ زیستی را با استفاده از چاپگر سه بعدی خانگی خود توسعه دادند تا ریزساختار سه بعدی پیچیده‌ای که تقلیدی از طرح‌های پیچیده و توابعی از بافت‌های بیولوژیکی است را به سرعت تولید کند. آزمایشگاه Chen این فناوری را در گذشته برای ایجاد بافت کبد و ماهی میکروسکوپی که می‌تواند در بدن شنا و سموم را شناسایی و حذف کند استفاده کرده بودند.

در ادامه حرکت رو به جلو، Chen و گروهش در حال کار بر روی ساخت بافت بیماران خاص با استفاده از سلول‌های بنیادی انسانی هستند که از حمله سیستم ایمنی بدن بیمار به عضو پیوند زده شده جلوگیری می‌کنند. و از آنجایی که این سلول‌ها از سلول‌های پوست بیمار مشتق شده است، پژوهشگران نیازی به استخراج سلول از داخل بدن برای ساخت بافت جدید ندارند. هدف نهایی گروه استفاده از این فناوری در آزمایش‌های بالینی است. Chen گفت: «دست کم چند سال طول می‌کشد تا به این هدف دست پیدا کنیم».

نویسنده: Reece Welling

منبع: linkedin