ساخت اعضای بدن با پرینتر 3 بعدی
پرینترهای 3 بعدی روزی خواهند توانست تا ارگان ها و اعضای زنده بدن ما را ساخته و کمک به بازسازی بافت ها و درمان بیماری ها کنند. محققان با گسترش روشی درصدد هستند تا پرینت 3 بعدی مدل های مختلف ساختار آناتومیک همانند قلب , مغز , عروق و استخوان را تولید کنند. در آینده از این فرایند برای ساخت ایمپلنت های نرم پرینت شده 3 بعدی که در آن ها ارگانیسم های زنده قابلیت رشد ،جهت تشکیل یک عضو را دارند استفاده خواهد شد. یکی دیگر از کاربردهای این تکنولوژی خلاقانه پرینتر مواد غذایی است.
یک پرینتر 3 بعدی ماشینی است که اشیا< گوناگون را با استفاده از مواد مختلف تولید می کند, موادی همانند: پلاستیک , سرامیک , شیشه , فلزات و حتی مواد اولیه عجیب و پیچیده ای همانند سلول های زنده. این دستگاه با درهم آمیختن لایه های مختلف مواد گوناگون , همانند کاری که پرینترهای عادی انجام می دهند , اشیای مختلف را تولید میکنند. یکی از ویژگی های منحصر به فرد پرینترهای 3بعدی روی هم قرار دادن لایه های مختلف به صورت مسطح است.
پرینترهای 3 بعدی عادی اشیاءرا با استفاده از مواد صلب و قرار دادن هر لایه روی لایه محکم زیرین تولید می کنند. البته لازم به ذکر است که پرینت کردن مواد نرم بسیار دشوار و سخت است.
به گفته ادم فینبرگ، مهندس زیست شناسی از دانشگاه کارنگی ملون، فلزات , سرامیک ها و پلیمرهای سخت مدت هاست که توسط پرینترهای 3 بعدی تولید می شوند اما مواد نرم , موادی که تحت وزن خود تغییر شکل می دهند , چالشی برای پرینت شدن توسط پرینترهای 3 بعدی به حساب می آیند.
محققان با استفاده از پرینترهای 3 بعدی قطعات پزشکی و اعضای مختلفی را برای بیماران تولید کردند , از انواع این قطعات می توان به سمعک ها , ایمپلنت های دندان و دست مصنوعی اشاره کرد.
محققان راهی برای پرینت 3 بعدی مواد نرم یافتند , آن ها پروسه پرینت 3 بعدی را در حمامی از سیال نگه دارنده و پشتیبان که حاوی پودر ژلاتین است , دقیقا همان ژلاتینی که در سوپرمارکت ها یافت می شود , انجام می دهند.
فینبرگ می گوید: ژلی را در درون فضایی آکنده از ژلی دیگر پرینت می کنیم که این کار به ما اجازه می دهد تا ماده نرم را به دقت در مکان مورد نظر جای گذاری کنیم و لایه به لایه پرینت 3 بعدی آن را انجام دهیم. با استفاده از داده های تصویربرداری پزشکی محققان از تکنیک جدید خود به نام FRESH برای پرینت کردن اعضا و ساختار آناتومیک بدن استفاده کردند. این اعضا با استفاده از طیف گسترده ای از مواد بیولوژیکی همانند کلاژنی که در تاندون ها و لیگامنت ها یافت شده ساخته می شوند. اعضا و ساختارهای آزمایشی شامل : استخوان ران انسان , عروق کرنری , قلب جنین مرغ و جدار خارجی مغز انسان هستند. این مدل ها با رزولوشن 200 میکرون پرینت شدند( برای مقایسه بهتر تار موی انسان 100 میکرون ضخامت دارد.). به گفته فینبرگ ما می توانیم با استفاده از موادی همانند کلاژن , فیبرین و آلژنیت که جزو موادی هستند که بدن برای بازسازی خود استفاده می کند آن ها را پرینت کرده و استفاده کنیم. با استفاده از این شیوه ژل محافظ پیرامون عضو ساخته شده توسط پرینتر 3 بعدی به راحتی با اعمال دمای بدن ذوب شده و از میان می رود بی آنکه در این دما به هیچ مولکول بیولوژیکی و یا سلول زنده که توسط پرینتر تولید شده آسیبی رسانده شود.
محققان می افزایند :هنوز موفق به ساخت هیچ عضو پرینت شده ای با استفاده از پرینترهای 3 بعدی نشده اند و این قدم گامی مهم در راستای استفاده از مواد ذکر شده برای ساخت این اعضا به حساب می آید اگرچه همچنان سال ها تحقیق و مطالعه برای انجام چنین کاری لازم است.
در آینده نزدیک محققان قصد دارند تا سلول های واقعی قلب را وارد مراحل تحقیقات خود کنند.
No tags for this post.
