فناوری ملی چاپ سه بعدی زیستی

مهندسی بافت یک زمینه علمی بین رشته ای است که تلاش دارد با استفاده از دانش فنی مهندسی در کنار یافته های بیولوژی و پزشکی  به تولید بافتهای طبیعی جایگزین برای بافت از دست رفته بیمار دست یابد. با توجه به آمار ارائه شده در سایت انجمن اهدای عضو ایرانیان در هر ده دقیقه یک نفر به لیست انتظار پیوند عضو اضافه می شود و بطور متوسط در هر روز ۱۲ نفر از کسانیکه در لیست انتظار اهدای عضو هستند، به دلیل نبود عضو جایگزین جان خود را از دست می دهند. بنابراین استفاده از روش­های ارایه شده در حوزه مهندسی بافت برای تولید اعضای جایگزین می تواند آینده روشنی را به بیماران نوید دهد. روش­های کنونی تولید بافت شبه پوست، استخوان و غضروف موفقیت هایی را داشته است و توانسته برخی از این محصولات را نیز روانه بازار کلینیکی بنماید. استراتژی های کنونی مورد استفاده کاشت سلول ها برروی داربست، یک سازه جامد متخلخل که نقش حمایتی برای سلول ها دارد، استوار است. اما این روش با محدودیت­هایی همراه است که از جمله آنها می توان به ناتوانی در رگزایی، ضعف در توزیع حفرات در داربست و  محدودیت در تولید بافت مخصوص بیمار و متناسب با ناحیه دچار ضایعه اشاره کرد. چاپ زیستی سه بعدی تکنولوژی نو ظهوری است که به منظور طراحی و ساخت سازه های سلولی سه بعدی با هدف جایگزینی ارگان از دست رفته و هم چنین آزمودن داروها و لوازم آرایشی و بهداشتی مورد استفاده قرار می گیرد. جذاب ترین مزیت این تکنولوژی توانایی آن در ایجاد ساختارهای سه بعدی با اجزای زنده بیولوژیکی مانند سلول ها و مواد غذایی آنهاست.

ظهور چاپ نقش های چوبی و پیشرفت های بعدی صورت گرفته در صنعت چاپ در قرن پانزده میلادی، تولید و انتشار متون و تصاویر را با سرعت چشم­گیری بهبود بخشید. صنعت چاپ تاثیرات چشم گیری بر جامعه، آموزش، سیاست، مذهب و زبان در سرتاسر دنیا داشته است. در چند دهه­ی گذشته، تکنولوژی چاپ از چاپ­های دو بعدی به چاپ­های سه بعدی که در آن لایه هایی از مواد برای ایجاد ساختارهای سه بعدی روی هم قرار می­گیرند تغییر یافته­است. تولید ساختارهای سه بعدی با هندسه­ی پیشرفته با استفاده ار فرایند چاپ در صنعت با هدف تولید ابزار آلات ، وسایل خانگی و الکترونیکی، جواهرات و نیز وسایل شخصی در حال انجام است. چاپ سه بعدی برای اولین بار توسط چارلز هال در سال ۱۹۸۶ میلادی معرفی گردید. در روشی که او برای اولین بار ابداع کرده بود، لایه های نازکی از مواد به صورت لایه به لایه چاپ و پس از آن توسط نور فرابنفش برای ایجاد ساختار سه بعدی پخت می­شدند. چندی بعد از این روش برای ایجاد قالب­های رزینی جهت تولید داربست­های سه بعدی از مواد بیولوژیکی بهره گرفته شد. پس از آن پیشرفت­های صورت گرفته در زمینه سیستم­های آبی بدون حلال امکان چاپ مستقیم مواد بیولوژیکی را به صورت داربست هایی فراهم آورد که امکان پیوند این داربست­ها را همراه و یا بدون سلول میسر می ساخت. گام بعدی استفاده از چاپ سه بعدی در زمینه­های زیستی، چاپ زیستی سه بعدی بود که به عنوان یکی از شاخه­های مهندسی بافت با پیشرفت­های صورت گرفته در تکنولوژی چاپ سه بعدی، بیولوژی سلولی و علم مواد امکان پذیر شد.

در چاپ زیستی سه بعدی، قرارگیری دقیق و منظم مواد بیولوژیکی، بیوشیمیایی و سلول­های زنده به صورت لایه به لایه با ساختار فضایی مشابه بافت از دست رفته جهت ایجاد ساختار سه بعدی به کار گرفته می شود. محققان در سرتاسر جهان در تلاش برای تولید ساختار بیولوژیکی سه بعدی با ویژگی­های زیستی و مکانیکی مناسب جهت جایگزینی با بافت و یا ارگان از دست رفته هستند. یکی از چالش­های بسیار مهم در حوزه چاپ سه بعدی به روز رسانی تکنولوژی ای می­باشد که پیش از این برای چاپ پلیمرها و فلزات به کار گرفته می­شد و هم اکنون باید برای چاپ مواد بیولوژیکی زنده و حساس به کار گرفته شود. با این وجود غایت و نهایت تلاش گروه های تحقیقاتی تولید ساختارهایی است که در ابعاد ماکرو بسیار شبیه به ماتریس خارج سلول بوده و حاوی تعداد مناسب و متنوعی از سلول­ها باشد.

مطالب مرتبط