گروهی از محققان از دانشگاه UCL لندن و دانشگاه پادوا (Padua) ایتالیا در پژوهشی جدید از قابلیت چاپ درون ارگانی با ایجاد حداقل سختی و درد برای بیمار پرده ­برداری کردند. در این پژوهش که نتایج آن در انتشارات Nature به چاپ رسیده است، جوهر زیستی حساس به نور توسعه داده شده است و از آن برای چاپ در ارگان­ های پوست، مغز و ماهیچه بدون هیچ اثر منفی روی بافت مجاور استفاده گردید.

محققان به منظور توسعه جوهر مورد نظر، از کومارین استفاده کردند. جوهر نهایی از اتصال کومارین و PEG و یا کومارین و ژلاتین به دست آمد. این جوهر، در اثر تاثیر تحریک دو فوتونی (با استفاده از میکروسکوپ چند فوتونی، طول موج ۷۰۰ تا ۸۵۰ نانومتر) بر کومارین و شروع واکنش افزایش حلقه (Cycloaddition) به ژل تبدیل می­شود. نتایج آزمایش­ های انجام شده روی این جوهر و روش مورد استفاده، حاکی از چاپ این جوهر با استفاده از نور نزدیک فروسرخ با دقت میکرومتر و همچنین قابلیت تنظیم استحکام مکانیکی از طریق شدت نور تابانده شده بود.

نتایج انجام آزمایش ­های سلولی نیز حاکی از رشد و اتصال مناسب سلول­ های مختلف نظیر سلول ­ها بنیادی رویانی، سلول ­های بنیادی اعصاب و سلول های اندوتلیال روی این هیدروژل­ها بود. همچنین بررسی زنده­ مانی سلول ­های محبوس در هیدروژل ­های مورد نظر نتایج مناسبی را به دنبال داشت. قدرت لیزر استفاده شده به منظور ایجاد پیوندهای عرضی در صورتی که زیر ۱ mW نگه داشته می­شد، نتایج مخربی برای سلول­ ها به دنبال نداشت.

در مرحله بعدی چاپ این هیدروژل در بین بافت و درون بافت ­ها ارزیابی شد. محققان برای هر بافت، از سلول­ های مناسبی در هیدروژل استفاده کردند و سپس هیدروژل حاوی سلول را با استفاده از سرنگی ساده به محل مورد نظر از بدن انتقال دادند. سپس، نور نزدیک فروسرخ از بیرون بدن به سمت هیدروژل تابانده شد که موجب کراسلینک لایه به لایه آن می­شد. بعد از چاپ موفقیت آمیز ساختاری سه ­بعدی در لایه درمی پوست، چاپ جوهر حاوی سلول در بافت­ های اعصاب و ماهیچه بررسی شد.

انجام این پژوهش قدمی مهم در توسعه روش ­های درمانی در جهت ترمیم بافت­های آسیب دیده در آینده به شمار می­رود. توسعه روش ­های چاپ درون بدنی به دلیل حذف بسیاری از ریسک ­های موجود در چاپ بیرون­ بدنی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. این روش ­ها موجب افزایش آسایش و امنیت بیمار، کاهش زمان و هزینه می­شوند. انجام پژوهش ­های تکمیلی در آینده به منظور توسعه هرچه بیشتر این روش­ ها ضروری است.

منبع:

https://www.nature.com/articles/s41551-020-0568-z#Sec26