تولید رگ‌ ‌های مصنوعی با چاپ 3 بعدی

استفاده از فناوری بویژه فناوری پرینت سه بعدی در علوم مرتبط با زیست‌شناسی و پزشکی این روزها در دانشگاه‌ها و مراکز علمی رایج شده است.

در جدیدترین مورد، یک تیم تحقیقاتی از بیمارستان زنان بریگهام ـ به سرپرستی پروفسور ایرانی‌الاصل به نام علی خادم‌حسینی ـ موفق شد با استفاده از چاپگرهای سه‌بعدی نمونه‌های اولیه از رگ‌های خونی مصنوعی را بسازد. این دستاورد محققان را می‌توان یکی از بهترین نمونه‌های تولید شده در این زمینه دانست.

دکتر خادم‌حسینی که دارای مدرک دکتری‌مهندسی زیستی به طور مشترک از دانشگاه‌های هاروارد و MIT است،
در رابطه با این پروژه می‌گوید: محققان و مهندسان فعال در این زمینه تاکنون موفق شده‌اند برخی از بافت‌ها و اندام‌های حیاتی بدن انسان مانند قلب، کبد و ریه را با استفاده از چاپگرهای سه‌بعدی به طور مصنوعی بسازند. اما ساخت رگ‌های خونی مصنوعی، همواره چالشی بزرگ پیش پای علم مهندسی بافت بوده است.

وی افزود: محققان این مرکز موفق شدند با استفاده از روشی کاملا نو رگ‌هایی از جنس هیدروژل که دسته‌ای از مواد پلیمری با ساختار پیچیده شبکه‌ای هستند و قابلیت تورم و جذب مقادیر زیادی آب دارد، بسازند. آنها توانستند روش‌های ابداعی خود را به گونه‌ای بهینه کنند تا بتوانند با استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی، اندام و بافت‌های مصنوعی انسان را تولید کنند.

خادم‌حسینی در ادامه گفت: در این روش، محققان با استفاده از یک چاپگر سه‌بعدی زیستی موفق شدند رشته‌هایی از جنس آگاروز که یک پلیمر پلی ساکاریدی یا همان قندی است، بسازند. این رشته‌ها در اصل نقش قالب و تونل‌هایی را ایفا می‌کنند که خون و مواد غذایی قرار است از درون آنها عبور ‌کند. پس از آن‌که رشته‌های آگاروزی به طور دقیق و مطابق با الگو تولید شد، لایه‌ای از هیدروژل که ابتدا به صورت مایع است، روی این رشته‌ها را می‌پوشاند و پس از خنک شدن و سفت شدن هیدروژل، به آرامی رشته‌های آگاروز را از درون ژل خارج می‌کنند و به این ترتیب، رگ‌های خونی مصنوعی ایجاد می‌شود.

مهم‌ترین بخش در این آزمایش، اطمینان از استحکام رشته‌های آگاروزی بود، زیرا این قطعات باید در مقابل ضربه و کشیده شدن از خود مقاومت نشان می‌داد و نمی‌شکست. به هر حال، دکتر خادم‌حسینی و تیمش موفق شدند با استفاده از این راهکار شبکه‌های تونلی کوچکی بسازند که با معماری خاصی در کنار یکدیگر قرار می‌گیرد. محققان این پروژه اکنون مشغول انجام آزمایش‌های مختلف روی این رگ خونی مصنوعی هستند تا بتوانند مشکلات احتمالی را کشف و رفع کنند.

با استفاده از چنین روش‌هایی می‌توان امیدوار بود در آینده نزدیک بشر بتواند بافت‌های مصنوعی شفاف را مطابق با الگو و نیاز هر بیمار طراحی و جان میلیون‌ها نفر در جهان را حفظ کند. (ضمیمه سیب)

سیدآرش شیرخورشیدی