3d-bio
3d-bio
3d-bio
3d-bio
3d-bio

غربالگری داروها با استفاده از نمونه‌های بافتی انسان به محققان کمک می‌کند تا ترکیبات دارویی کارامد و ناکارامد را شناسایی و تعداد آزمایشات حیوانی مورد نیاز برای تحقیقات پیش بالینی دارو را کاهش دهند. با این حال، فن آوری‌های چاپ زیستی فعلی معمولاً به اندازه کافی سریع نیستند که بتوانند تعداد زیادی از نمونه‌های بافت را در یک بازه زمانی مناسب تولید کنند.

محققان دانشگاه کالیفرنیا موفق به ایجاد روشی برای پرینت زیستی سه بعدی با سرعت عملکردی بالا شده‌اند که در آن پرینت نمونه‌های بافتی در پلیت ۹۶ خانه کمتر از ۳۰ دقیقه زمان می‌برد. از این روش می‌توان برای پرینت نمونه‌های بافت سفارشی در تعداد بالا برای غربالگری و بررسی اثرات دارویی روی بافت‌های خاص انسان یا مدل بیماری استفاده کرد.

در این فناوری محققان ابتدا با استفاده از داده‌های پزشکی (CT scan یا MRI) ساختار سه بعدی مورد نظر را در نرم افزار CAD مدل سازی می‌کنند. سپس مدل به برش‌های دو بعدی تقسیم شده و اصطلاحا به صورت
slice-by-slice پرینت می‌شود. فوتوماسک‌های دیجیتالی بارگذاری شده در دستگاه نور را تعدیل کرده و محلول‌های پلیمری حساس به نور در اثر برخورد نور منعکس شده توسط آینه‌ها، جامد می‌شوند و به سیستم کمک می‌کنند تا به سرعت ساختار پلیمری سه بعدی حاوی سلول‌های زنده ایجاد کند.

شکل ۱) تصاویر SEM از ساختارهای مختلف پرینت شده به کمک فناوری پرینت مستقیم با سرعت بالا (HT-3DP).

 

شکل ۲) تصویر شماتیک از پرینتر زیستی سه بعدی با سرعت بالا (HT-3DP).

 

به منظور بررسی عملکرد این روش، با استفاده از محلول ژلمای ۷٫۵% حاوی سلول‌های کبدی (HepG2) بافتی مشابه با بافت کبد پرینت شد. پارامترهای پرینت به گونه ای انتخاب شد که سختی نهایی ماتریس پلیمری، مشابه با بافت کبد باشد. نتایج سنجش MTT در روز هفتم کشت، زنده‌مانی بالای ۸۵% را نشان ‌داد. سپس سلول‌های کشت داده شده با داروی دکسروبیسین تیمار و اثر غلظت و زمان تماس دارو بر زنده‌مانی سلول‌ها بررسی شد. همچنین با پرینت همزمان داربست حاوی سلول‌های HepG2 و ساختاری عروق مانند حاوی سلول‌های HUVEC که آن را احاطه کرده است نشان داده شد که این روش می‌تواند دامنه‌ی کاربرد خود را در ایجاد مدل‌ها یا آسیب شناسی‌هایی که بیش از یک بافت را تحت تأثیر قرار می‌دهند گسترش دهد.

 

شکل ۳) ساختار پرینت شده مشابه با بافت کبد. تصویر زمینه روشن (A) و فلوئورسانس (B) سلول‌های کبدی (HepG2) در داربست، رنگ آمیزی شده با رنگ قرمز RFP-transfection. تصویر زمینه روشن (C) و فلوئورسانس (D) سلول‌های HUVEC در داربست، رنگ آمیزی شده با رنگ سبز CellTrackerTM. (E) تصویر فلوئورسانس داربست حاوی سلول­های HepG2 و HUVEC.

 

منبع:
Hwang, H. H., You, S., Ma, X., Kwe, L., Victorine, G., Lawrence, N., … & Chen, S. (2021). High throughput direct 3D bioprinting in multiwell plates. Biofabrication, 13(2), 025007.
مطالب مرتبط