ایده تولید لوازم یدکی بدن انسان

بالا بودن تقاضا و پایین بودن عرضه سبب شده که دانشمندان به فکر یافتن راه‌حلی برای این مشکل باشند. یکی از شیوه‌هایی که در چند سال اخیر توجه جامعه پزشکی را به خود جلب کرده، «پرینت سه‌بعدی» است.

پرینت سه‌بعدی

پرینترهایی که متون و تصاویری را روی کاغذ پرینت می‌کنند برای بسیاری از ما وسیله‌ای آشنا به‌شمار می‌روند. این دستگاه‌ها فقط روی دو بُعد کار می‌کنند و خروجی آنها به‌صورت یک برگه کاغذ است. اما پرینترهای سه‌بعدی، دستگاه‌هایی هستند که خروجی آنها به صورت یک جسم سه‌بعدی است.در سال‌های اخیر، انواع مختلفی از پرینترهای سه‌بعدی وارد بازار شده‌اند که می‌تواند اشیای مختلفی را از مجسمه‌های کوچک پلاستیکی تا سازه‌های فلزی و بتونی تولید کند. اما یکی از جذاب‌ترین پرینترهای سه‌بعدی، برای تولید انواع بافت طبیعی بدن انسان به کار می‌رود.

پرینترهای سه‌بعدی زیستی

دستگاه‌هایی که برای شبیه‌سازی انواع بافت و اندام طبیعی بدن به‌کار می‌رود در اصطلاح «پرینتر سه‌بعدی زیستی» نام دارند. برای استفاده از این پرینترها، دانشمندان ابتدا مقداری از سلول‌های بنیادی یا سلول‌های بافت مرتبط فرد را تهیه و آن را در محیط آزمایشگاه تکثیر می‌کنند. ترکیب حاصله همچون «جوهر» در پرینترهای معمولی برای ساخت محصول نهایی به‌کار می‌رود.

در مرحله بعدی، این ‌جوهر‌ به شکلی مشخص مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این گام از فرآیند، تک‌تک سلول‌های اولیه به شکلی خاص در کنار هم قرار داده می‌شود. البته این کار پیچیدگی‌های زیادی دارد و بافت حاصله باید مشابه بافت طبیعی موجود در بدن انسان باشد.

در حال حاضر بسیاری از دانشگاه‌ها و شرکت‌های دانش‌بنیان در سراسر جهان به پژوهش در زمینه پرینترهای سه‌بعدی زیستی مشغولند. در این میان، برخی از این نهادها موفق به طراحی پرینترهایی برای ساخت بافتی مشابه بافت پوست، کلیه، کبد و حتی رگ‌های خونی شده‌اند.

ساخت اندام واقعی

هریک از اندام‌های بدن مانند قلب یا کبد از بافتی ویژه تشکیل شده است. به همین علت در حال حاضر، پرینترهای سه‌بعدی ابتدا قطعات کوچک (در ابعاد میلی‌متری) از بافت‌های طبیعی را پرینت می‌کند. در مرحله بعد طی فرآیندی پیچیده، این قطعات یا لایه‌های بافت‌ها می‌توانند در کنار یکدیگر قرار گرفته و اندامی کامل را شکل دهند.

دختری با نای مصنوعی

سال گذشته بود که نوزادی به نام «هانا» در کره جنوبی به دنیا آمد. هانا از ابتدای تولد فاقد نای بود و به همین علت به‌صورت طبیعی نمی‌توانست نفس بکشد و غذا بخورد. به همین دلیل از بدو تولد تحت مراقبت‌های پزشکی ویژه قرار داشت. با این حال، یک نای مصنوعی که در آزمایشگاه با استفاده از سلول‌های بنیادی هانا ایجاد شده بود، جان این کودک را نجات داد. هانا جزو نمونه‌های معدودی است که از مزایای «مهندسی زیستی» یعنی ساخت بافت‌ها و اندام‌های بدن به شکل مصنوعی بهره‌مند شده است.

مزایای پرینترهای زیستی سه‌بعدی

از آنجا که برای ساخت بافت‌های مختلف بدن از سلول‌های بنیادی یا سلول‌های تهیه شده از بدن بیمار استفاده می‌شود، امکان پس زده شدن عضو پیوندی تقریبا از میان می‌رود. گفتنی است یکی از مشکلات اصلی در مسیر پیوند عضو همین پس زده شدن عضو پیوندی است که هر سال جان هزاران نفر را می‌گیرد.

از دیگر مزایای ساخت اندام‌های بدن به شکل آزمایشگاهی، فراهم شدن امکان انجام آزمایش‌های مختلف روی این اندام‌ها به جای آزمایش روی حیوانات و مدل‌سازی رایانه‌ای است. این دو شیوه که در حال حاضر مورد استفاده قرار می‌گیرند، معمولا نمی‌توانند اثرات داروها یا واکسن‌های مختلف روی بدن انسان را به طور دقیق بازگو کنند.

معایب پرینترهای سه‌بعدی زیستی

این پرینترها معایبی نیز دارند که باید مد نظر قرار گیرند. نخست این‌که هزینه ایجاد انواع بافت یا اندام با این شیوه بسیار بالاست و به همین علت استفاده از آن بسیار محدود خواهد بود. البته بسیاری از پژوهشگران امیدوارند که گسترس مطالعات در این حوزه از دانش به یافتن راه‌هایی کارآمدتر و در نتیجه کاهش هزینه‌های آن بینجامد.

دومین عیب پرینترهای زیستی سه‌بعدی در حال حاضر این است که اندام‌های ایجاد شده هنوز با اندام‌های طبیعی انسان از نظر دقت طراحی یا طول عمر فاصله دارند. برای نمونه یکی از شرکت‌های پیشرو در این حوزه، کلیه‌ای را با این پرینترها طراحی کرده ‌ که طول عمر آن در شرایط بهینه آزمایشگاهی فقط 40 روز است.

به هر حال پرینترهای سه‌بعدی زیستی امیدهای زیادی را در جامعه علمی دنیا ایجاد کرده‌اند. شاید در آینده‌ای نه‌چندان دور دیگر شاهد رنج بیماران نیازمند اهدای عضو نباشیم و به کمک این فناوری بتوانیم اندام‌هایی سالم را جایگزین اندام‌های ازکارافتاده یا دارای عملکرد ضعیف کنیم.

منابع:گاردین،medicalnewstoday medical daily.com

صالح سپهری‌فر ‌/‌ جام‌جم