برخلاف پیشرفت های گسترده در زمینه پزشکی بازساختی، پایش تغییرات متابولیکی سلول ها در طول کشت و تشکیل بافت از چالش های جدی به شمار میرود. این چالش ها اغلب به علت محدودیت های روش های آنالیز حجمی مثل انواع پراب های آزمایشگاهی است. در پژوهش جدید انجام شده توسط محققان ایتالیایی و هلندی، روشی ساده با استفاده از سنسورهای اپتیکی ساخته شده از کپسول های فلوئورسنت برای پایش اسیدیته در محیط رشد سلول های بنیادی مزانشیمی ارائه شد.
در طراحی این پراب فلوئورسنت از ماده seminaphtharhodafluor استفاده شد که رابطه مناسبی بین اسیدیته محیط و نسبت بازتابش از این ماده در دو طول موج به هنگام تحریک نوری وجود دارد. این پراب اپتیکی که به صورت کپسول های میکرومتری ساخته شده در ترکیب با سلول های مزانشیمی داخل اسکفولد های سه بعدی قرار میگیرد. این اسکفولد ها که از جنس کوپولیمر پلی اتیلن ترفتالات و پلی بوتیلن ترفتالات بودند با استفاده از فناوری FDM چاپ شدند. فیبر های چاپ شده با این روش دارای فاصله ۶۵۰ میکرومتر و ضخامت لای های ۱۷۰ بودند.
استفاده از این کپسول های اپتیکی در داربست سه بعدی حاوی سلول نشان داد که با گذشت زمان اسیدیته در داربست، مخصوصا در لبه های آن، کاهش می یابد. علاوه بر این، تغییرات اسیدیته در داربست سه بعدی بیشتر از تغییرات آن در کشت های دو بعدی است. در تصویر زیر همانطور که مشخص است کپسول ها در حال نمایش اسیدیته در اطراف سلول های مزانشیمی در حال رشد در تخلخل اسکفولد سه بعدی هستند.
نتایج حاصل از این پژوهش از پتانسیل پایش مشخصات محیط اطراف سلول های زنده در اسکفولد سه بعدی با تخلخل مشخص با استفاده از سنسور های اپتیکی پرده برداری کرد. با استفاده از سامانه های مشابه میتوان به مطالعه تغییرات محیطی به هنگام رشد و تمایز انواع سلول ها و مطالعه تشکیل بافت جدید و انواع بیماری ها نظیر سرطان پرداخت.
