نخستین سمپوزیوم یک روزه ساخت افزایشی به همت دانشگاه صنعتی امیرکبیر روز دوم بهمن ماه سال جاری برگزار خواهد شد. این سمپوزیوم با هدف معرفی آخرین دستاوردها در حوزه‌های مختلف چاپ افزایشی شامل چاپ فلزی، چاپ پلیمری و چاپ زیستی در زمینه‌های مهندسی مکانیک، مهندسی مواد و مهندسی پزشکی برگزار خواهد شد. ارائه آخرین دستاوردهای این حوزه توسط میهمان داخلی و خارجی، نمایشگاه جانبی، مسابقه و دوره‌های آموزشی از جمله رویدادهای این سمپوزیوم است. بخش عمده فعالیت‌های این سمپوزیوم حول کاربردهای نوین چاپ زیستی است که به همت شرکت امیدآفرینان مهندسی آینده برگزار می شود

مسابقه چاپ زیستی

این بخش از مسابقه با چهار سوال مستقل مطرح شده است که همگی از چالش‌های مورد نیاز چاپ زیستی سه بعدی است. پاسخ به تمامی سوالات باید به صورت کتبی بوده و باید با فرمت Word از طریق سایت سمپوزیوم به آدرس https://icemt.aut.ac.ir/symp2020 و یا info@3d-bio.ir ارسال شود. در مورد سوالاتی که به کد نویسی جهت حل آن نیاز است، توضیح الگوریتم حل مسئله کفایت می‌کند. هر یک از سوالات از یکدیگر مستقل بوده و جدا از هم توسط کمیته داوری مورد بررسی قرار می‌گیرد. به پاسخ های برتر به هر سوال به ترتیب ۳ میلیون تومان، ۱٫۵ میلیون تومان و ۵۰۰ هزارتومان در روز سمپوزیوم اهدا می‌شود.

نرم‌افزار طراحی شبکه مویرگی

نفوذ ناکافی مواد مغذی به درون داربست، نکروز بافت و عدم تکثیر و تمایز سلولی مناسب، از مهمترین مشکلات مهندسی بافت هستند که همه ی این محدودیت ها به دلیل عدم رگزایی مناسب در داربست اتفاق می‌افتد و تنها راه رفع این مشکل، فراهم کردن رگزایی مناسب و موثر در سراسر داربست مورد نظر است که این کار با کمک سلول ها و فاکتورهای رشد مناسب انجام می شود. تاکنون تلاش های بسیاری برای ایجاد رگزایی در داربست های مهندسی بافت انجام شده است . ولی در تمامی این روش ها پیش بینی دقیق شبکه مویرگی نهایی چالش برانگیز است و در اکثر موارد نتیجه ی نهایی رگزایی با طرح پیش بینی شده تفاوت بسیاری دارد.

روش چاپ زیستی سه بعدی با توجه به اینکه به کاربر امکان طراحی سازه ی مورد نظر را می‌دهد، می تواند به رفع این مشکل کمک کند. بنابراین به نظر می رسد اگر بتوان به کمک نرم افزارهای طراحی، شبکه ی مویرگی مناسب یک سازه ی مهندسی بافت را پیش از چاپ طراحی کرد به گونه‌ای که نفوذ اکسیژن و مواد مغذی به همه بافت پرینت شده به طور یکنواخت و مناسب انجام شود، تا حدود بسیار زیادی این مشکل بر طرف می‌شود. در راستای بهینه سازی میزان رگزایی بافت بازسازی شده، برنامه ای را کد نویسی کنید که با دریافت هندسه داربست مورد نظر، شبکه مویرگی مناسب آن داربست را با توجه به ابعاد آن به کاربر پیشنهاد دهد.

1. بافت هدف را بافت استخوان در نظر بگیرید.

2. شبکه مویرگی طراحی شده باید به گونه ای باشد که کل داربست را پوشش دهد و توانایی انتقال مواد مغذی به همه بخش های داربست را داشته باشد.

ایده‌ای نوآورانه جهت افزایش زنده مانی سلولی در چاپ زیستی به روش Extrusion

یکی از بزرگترین چالش‌ها به هنگام استفاده از چاپگرهای بر پایه extrusion به منظور چاپ جوهر حاوی سلول، فشار بالای تحمیل شده به جوهر جهت خروج و در نتیجه به سلول‌های حاضر در جوهر می‌باشد؛ بدین گونه که در بعضی از موارد زنده‌مانی سلول‌ها در مقایسه با دیگر روش‌های چاپ به نصف می‌رسد. همچنین قسمت بزرگی از مرگ سلولی اتفاق افتاده در این فرایند به سبب تنش‌های برشی بالای وارد شده به سلول به هنگام خروج از نازل است. روشی که برای حل این چالش مرسوم است؛ کاهش غلظت مواد پلیمری و در نتیجه کاهش ویسکوزیته می‌باشد که در عمل فشار روی جوهر جهت خروج آن را کاهش می‌دهد. اما در اغلب موارد این امر با کاهش استحکام جوهر و در اصطلاح عدم چاپ‌پذیری آن همراه است. روشی نوآورانه پیشنهاد دهید که فرایند چاپ جوهرهای حاوی سلول در چاپگرهای پایه extrusion با زنده‌مانی بالاتری قابل انجام باشد.

نرم افزار طراحی تخلخل داربست‌های استخوانی

فرایند ترمیم در استخوان های شکسته روند مشابهی را طی می کند و اینکه ضایعه استخوانی به عنوان بخشی از یک عمل جراحی ایجاد شده باشد یا از طریق آسیب دیدگی دچار شکستگی شده باشد تفاوتی وجود ندارد. روند بهبود استخوان شامل سه مرحله ی دارای همپوشانی می باشد: التهاب، تولید و بازسازی استخوان. یکی از چالش های اساسی در جایگزین های استخوانی کنونی، تنظیم نرخ تخریب داربست طراحی شده با قابلیت بافت میزبان برای جایگزینی آن می باشد. تاکنون محققان بسیاری میزان تخریب داربست های تخریب پذیر را با توجه به پارامترهای مختلفی از قبیل تخلخل، اندازه منافذ و قطر رشته بررسی کرده اند. یکی از ترکیباتی که در حال حاضر جهت ساخت داربست‌های استخوانی به روش چاپ سه بعدی زیستی استفاده می‌شود، پلی کپرولاکتون یا PCL است. پلی کپرولاکتون یک پلی استر زیست تخریب پذیر رایج در داربست های استخوانی می باشد که علاوه بر تخریب هیدرولیتیک، توسط آنزیم های لیپاز نیز تخریب می شود. از آن جایی که شکسته شدن پیوندها در این پلیمر توسط واکنش های آنزیمی واسطه می شود، میزان تخریب با محل و غلظت آنزیم ها و همچنین سینتیک واکنش آنزیمی، مشخص می شود.

با توجه به توضیحات فوق، تعیین میزان تخلخل داربست‌های استخوانی چاپ شده اهمیت اساسی در نرخ تخریب داربست دارد. از این رو نرم‌افزار کامپیوتری ارائه دهید که با دریافت هندسه داربست و شرایط بارگذاری میزان تخلخل و هندسه آن را به گونه‌ای پیشنهاد کند که نرخ رشد بافت استخوانی با نرخ تخریب داربست از جنس PCL یکسان باشد.

جوهر زیستی مناسب برای اسکفولدهای پوستی

مهندسی بافت و ساخت داربست های پوستی از جمله مهمترین نیازهای حاضر بیماران دیابتی یا دچار سوختگی است. این بافت از اولین بافت‌هایی به شمار می‌آیند که محققین داخلی با توجه به میزان کاربرد، نیاز و اهمیت آنها پژوهش‌های بسیاری در این حوزه انجام داده‌اند و البته محصولات تجاری قابل اعتنایی نیز در بازار جهانی وجود دارد، اما همچنان وجود یک داربست پرینت شده با خواص مکانیکی و زیست سازگاری مناسب از چالش‌های پیش روی محققین است.

بنابراین از تیم‌ها درخواست می شود جوهر زیستی با خواص پرینت‌ پذیری مناسب جهت ساخت داربست پوستی ارائه دهند. به کمک جوهر ارائه شده توسط تیم ها یک داربست با ابعاد ۱۵*۱۵ میلیمتر توسط چاپگرهای زیستی شرکت امیدآفرینان مهندسی آینده چاپ می‌شود. این جوهر باید در آزمون کشش مکانیکی نزدیک ترین خواص مکانیکی به بافت پوست را از خود نشان دهد. علاوه بر این موفقیت در آزمون های سمیت و بخیه پذیر بودن داربست از سایر معیارهای انتخاب تیم برتر می باشد.

ورکشاپ چاپ زیستی

این گارگاه در دو بخش توسط شرکت امیدآفرینان مهندسی آینده برگزار می شود. در بخش تئوری، روش های متداول چاپ زیستی، چالش ها و کاربردهای آن به ویژه در حوزه ساخت داربست های بدون سلول و ساختارهای سلولی معرفی شده و آخرین پیشرفت ها در این زمینه بررسی می شوند. همچنین شرکت کنندگان با فرایند چاپ زیستی، نرم افزارهای مربوطه و روش کار با دستگاه به صورت تئوری آشنا می‌شوند. در قسمت دیگر بخش تئوری جوهرهای زیستی معمول  روش ساخت جوهر زیستی اختصاصی معرفی می گردند

بخش عملی کارگاه شامل ساخت یک مدل سه بعدی از یک بافت و آماده سازی مدل جهت چاپ زیستی توسط نرم افزار اختصاصی است. در بخش بعدی جوهر زیستی مورد نظر جهت چاپ نمونه آماده شده و به وسیله یک دستگاه چاپگر زیستی BioFabX2 چاپ می‌شود. مهمترین رئوس مطالب ارائه شده به شرح زیر است:

–  مقدمه ای بر روش های چاپ زیستی، تکنولوژی ها و کاربرد ها

–  جوهر زیستی و انواع آن

–   اندام بر روی تراشه به کمک چاپگر زیستی

–   آماده سازی مدل سه بعدی برای چاپ زیستی

–   چاپ یک نمونه داربست به کمک چاپگر زیستی

علاقه مندان می توانند جهت ثبت نام اطلاعات تماس خود شامل نام، تلفن و ایمیل را به آدرس info@3d-bio.ir ارسال نموده و یا به سایت سمپوزیوم به آدرس https://icemt.aut.ac.ir/symp2020 مراجعه نمایند