یکی از بزرگترین چالش ها در پیوند بافت های مهندسی شده، عدم توانایی آنها برای انتقال اکسیژن و مواد مغذی به تمام سلول ها می باشد. بدون رگهای خونی برای تامین مواد مغذی و دفع مواد زائد، بافت ها برای مدت طولانی قادر به ادامه حیات نخواهند بود. به این منظور گروهی از محققان دانشگاه های رایس، واشنگتن، Duke و Rowan ، روشی برای چاپ یک شبکه ی عروقی ارائه کردند که امکان توسعه ی کیسه های هوایی دارای عملکرد ریه را فراهم کرد و در نهایت آن را به یک موش دارای آسیب مزمن ریوی پیوند زدند.
ساخت یک کیسه ی هوایی ریه به همراه راه های هوایی و عروق خونی به وسیله تکنولوژی چاپ زیستی سه بعدی
جردن میلر، استادیار گروه مهندسی زیستی در دانشگاه رایس و همکار این طرح بیان می کند: “ایده ی کلی در این زمینه، تلاش برای درک ساختار بافت های انسانی و تقلید آنها می باشد و من فکر می کنم یکی از مسائلی که واقعاً نادیده گرفته شده است، معماری میکروعروق درون بدن است. بنابراین اگر ما بخواهیم هر چیزی که ریه ی انسان را بازسازی می کند بسازیم، در واقع به حداقل دو شبکه ی عروقی نیاز داریم که راههای هوایی و جریان خون را فراهم کنند.”
برای ساخت این مدل، تکنیک پرینت زیستی برپایه ی استریولیتوگرافی استفاده شد که در آن مونومرها به کمک نور پلیمریزه می شوند. این روش در جهت x و y کنترل خوبی بر روی ایجاد طرح مورد نظر دارد اما رزولوشن در محور z با اضافه کردن افزودنی هایی که نور را جذب می کنند قابل تنظیم است. در این تحقیق از رنگ خوراکی به عنوان جذب کننده ی نور استفاده کردند که امکان پلیمریزه شدن لایه های زیرین با طرح از پیش تعیین شده را فراهم کرد.
برای تقلید بهتر از شرایط درون تنی، سلولهای اندوتلیال درون این راه های هوایی تزریق شدند و تنوانستند به شکلی که در عروق قرار دارند، کنار هم آرایش یابند.
تصویر ریه شبیه سازی شده به همراه عروق خونی و کیسه های هوایی
