حل بحران پیوند عضو با چاپ سه‌بعدی یخی

به نقل از آی‌ای، تقاضا برای اندام‌هایی از جمله قلب، کلیه‌ و کبد به طور قابل توجهی بیشتر از عرضه موجود است که همین امر منجر به طولانی شدن زمان انتظار و اغلب پیامدهای ویرانگر می‌شود.اکنون پژوهشگران دانشگاه کارنگی ملون یک روش جدید مهندسی بافت ابداع کرده‌اند که هدف آن به طور بالقوه پل زدن میان این شکاف بین تقاضای اندام و در دسترس بودن آن است که چراغ امید جدیدی را افروخته است.

پیشرفت با چاپ سه‌بعدی یخی
یکی از موانع اصلی در مهندسی بافت، چالش ایجاد شبکه‌های رگ‌های خونی مصنوعی است که پیچیدگی‌های شبکه‌های طبیعی، از مویرگ‌های ریز گرفته تا شریان‌های بزرگ‌تر را منعکس می‌کند.در شصت و هشتمین نشست سالانه انجمن زیست‌پزشکی در فیلادلفیا که برای برگزاری از ۱۰ تا ۱۴ فوریه ۲۰۲۴ برنامه‌ریزی شده است، تیمی از پژوهشگران دانشگاه کارنگی ملون به رهبری فیمو یانگ راه حل جدیدی را برای رفع مشکلات چاپ بافت بدن انسان ارائه خواهند کرد.

این تیم امکان استفاده از چاپ سه بعدی یخی را بررسی کردند، تکنیکی که با اضافه کردن جریان آب به سطح بسیار سرد در طول فرآیند چاپ، از چاپ سه بعدی معمولی متمایز است.یانگ در بیانیه‌ای توضیح داد: آنچه روش ما را از انواع دیگر چاپ سه بعدی متمایز می‌کند این است که به جای اینکه اجازه دهیم آب در حین چاپ کاملاً یخ بزند، اجازه می‌دهیم حالت مایع خود را نگه دارد. این فرآیند پیوسته، همان چیزی است که ما آن را «فرم آزاد» می‌نامیم. روشی که به ما کمک می‌کند تا ساختاری بسیار صاف داشته باشیم.

وی افزود: ما یک گام فراتر رفتیم و آب سنگین را در فرآیند خود وارد کردیم که به آب نقطه انجماد بالاتری می‌دهد و ایجاد ساختارهای فوق‌العاده صاف را تضمین می‌کند.این قالب‌های یخی چاپ سه‌بعدی، زمانی که در مواد ژلاتینی جاسازی می‌شوند، به عنوان پایه‌ای برای کانال‌های واقعی رگ‌های خونی عمل می‌کنند. ژلاتین وقتی در معرض اشعه فرابنفش قرار می‌گیرد، سفت می‌شود و یخ را ذوب می‌کند و ساختارهای پیچیده و واقعی رگ‌های خونی را بر جا می‌گذارد.

فراتر از پیوند اعضا
پیامدهای این پیشرفت فوق العاده، فراتر از پرداختن به بحران پیوند عضو فوری است. پژوهشگران با موفقیت نشان دادند که سلول‌های اندوتلیال که مشابه با سلول‌های موجود در رگ‌های خونی طبیعی هستند، می‌توانند به رگ‌های خونی ساخته شده وارد شوند. قابل توجه است که این سلول‌ها تا دو هفته روی ژلاتین زنده ماندند. علاوه بر این، این تیم به پتانسیل کشت سلولی طولانی در آینده اشاره کرد.

در حالی که پیوند اعضا به طور قابل توجهی از این رویکرد نوآورانه سود می‌برد، یانگ تطبیق‌پذیری این رگ‌های خونی چاپ شده با چاپ سه بعدی را برجسته کرد. به گفته وی، این ساختارها فراتر از پیوند همچنین می‌توانند به عنوان ابزار ارزشمندی برای آزمایش دارو عمل کنند و به پژوهشگران این امکان را می‌دهند تا اثرات داروها بر رگ‌های خونی را در یک محیط کنترل‌شده مطالعه کنند.

علاوه بر این، این رگ‌های مصنوعی می‌توانند به طور بالقوه با سلول‌های خود بیمار پوشانده شوند و رویکردی شخصی‌سازی شده برای درک چگونگی واکنش سلول‌های فردی به درمان‌های دارویی قبل از تجویز آنها به بیمار ارائه می‌دهند.