فناوری ملی چاپ سه بعدی زیستی

گروهی از محققان در سنگاپور موفق به چاپ زیستی سازه ­های سه ­بعدی پوست حاوی رنگدانه ­شدند. آن‌ها پوست انسان را با استفاده از سه نوع سلول پوستی مختلف کراتینوسایت، ملانوسایت و فیبروبلاست که از سه اهداکننده­ ی متفاوت گرفته شده بودند به کمک بایوپرینتر چاپ کردند و سازه‌ای با رنگدانه­ های مشابه با پوست­ اهداکنندگان تولید کردند. در این مطالعه به منظور تقلید واحدهای ملانین اپیدرم، با استفاده از یک استراتژی چاپ زیستی دومرحله­ ای، قطره‌های سلولی کراتینوسایت و ملانوسایت طبق الگوهای از پیش تعیین شده در مناطق مورد نظر چکانده شدند و ساختارهای متخلخل سلسله مراتبی که در بافت پوست طبیعی یافت می‌شود، ایجاد کردند.

بایوپرینت بایوپرینتر پوست شرکت امیدآفرینان مهندسی آینده 3

تصویر شماتیکی از چاپ زیستی دو مرحله‌ای برای طراحی و ساخت سازه‌های سه بعدی پوست انسان حاوی رنگدانه

ارزیابی‌های بافت شناسی نشان داد که در ساختارهای پوست پرینت شده در مقایسه با نمونه‌های تولید شده به صورت دستی، لایه‌های اپیدرمی طبقه بندی شده، به خوبی توسعه یافته‌اند و گرانول‌های ملانین به صورت یکنواخت در آن ها توزیع شده‌است. همچنین با حضور لایه‌ی پیوسته‌ای از پروتئین‌های غشای پایه، شباهت بیشتری با بافت پوست طبیعی داشتند. علاوه بر آن در ارزیابی‌های ایمونوشیمیایی مشاهده شد که در پوست حاوی رنگدانه پرینت شده نشانگرهای زیستی مهمی شامل col VII, HMB-45, K1  و  K6 حضور داشتند در حالی که در نمونه‌های تولید شده به صورت دستی تنها HMB-45  و  K6 حضور داشتند. Wei Long Ng و همکارانش در مقاله‌ای که در مجله‌ی Biofabrication منتشر شده‌است نشان دادند که چطور می‌توان از چاپ زیستی سه بعدی برای کنترل توزیع سلول‌های تولید کننده‌ی ملانین (ملانوسایت‌ها) بر روی یک بستر زیست تقلید استفاده کرد.

تصاویر ساز‌ه‌های پوست انسان حاوی رنگدانه که با استفاده از دو روش مختلف ساخته شده‌اند. (چپ) پوست چاپ شده دارای توزیع یکنواخت ملانین، منطقه‌ی حاوی رنگدانه توسط خط قهوه‌ای رنگ محصور شده است. (راست) پوست ساخته شده توسط ریختن دستی سلول‌ها ساختارهایی با مناطق بدون رنگدانه، نقاطی با رنگدانه‌ی سیاه که با فلش‌ها نشان داده شده‌است و مناطقی حاوی رنگدانه ایجاد کرده‌است.

تصاویر ساز‌ه‌های پوست انسان حاوی رنگدانه که با استفاده از دو روش مختلف ساخته شده‌اند. (چپ) پوست چاپ شده دارای توزیع یکنواخت ملانین، منطقه‌ی حاوی رنگدانه توسط خط قهوه‌ای رنگ محصور شده است. (راست) پوست ساخته شده توسط ریختن دستی سلول‌ها ساختارهایی با مناطق بدون رنگدانه، نقاطی با رنگدانه‌ی سیاه که با فلش‌ها نشان داده شده‌است و مناطقی حاوی رنگدانه ایجاد کرده‌است.

توسعه‌ی این ساختارهای پوستی حاوی رنگدانه انسانی توسط بایوپرینترها علاوه بر کاربردهای بالینی، می‌تواند ارزیابی‌های سمیت شناسی دارویی و تحقیقات بنیادی بیولوژی سلولی را تسهیل کند.

منبع

مطالب مرتبط