رشد مغزهای ریز به وسیله راکتورهای زیستی چاپ سه بعدی

دانشمندان MIT و موسسه فناوری Madras هند، مقدار کمی از بافت خود سازمان مغز را، که به عنوان ارگانوئیدها شناخته می‌شوند، پرورش دادند. آن‌ها این کار را به وسیله یک چاپگر سه بعدی کوچک که با امکان مشاهده رشد انجام داده‌اند. گزارش مربوط به این پژوهش در مجله Biomicrofluidics چاپ شده است. برای کسب اطلاعات بیشتر در این مورد با مجله فناوری‌های توان افزا وپوشیدنی همراه باشید.

رشد مغزهای ریز به وسیله راکتورهای زیستی چاپ سه بعدی

تنها امکاناتی که فناوری کنونی برای مشاهده بلادرنگ فرایند رشد در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد، ظروف تجاری با کفه شیشه‌ای است که زیر میکروسکوپ قرار می‌گیرد. این صفحات گران قیمت هستند و فقط با میکروسکوپ‌های خاص سازگار می‌شوند. این صفحات اجازه تزریق مجدد مواد مغذی به بافت‌های در حال رشد را نمی‌دهند.

طی پیشرفت‌های اخیر این حوزه از تکنیکی تحت عنوان میکروسیال استفاده شده است. به وسیله این تکنیک، ماده مغذی از طریق لوله‌های کوچک متصل به یک تراشه یا بستر کوچک منتقل می‌شوند. با این وجود فرایند ساخت این دستگاه‌های میکروسیال پرهزینه و چالش برانگیز است.

استفاده از چاپ سه بعدی برای ساخت بستر با قابلیت استفاده مجدد

پیشرفت کنونی، استفاده از فناوری چاپ سه بعدی برای ساخت بستری است که چندین بار قابل استفاده باشد و به راحتی تنظیم شود. هزینه ساخت هر واحد با این روش در حدود ۵ دلار است. این طرح شامل حفره‌های تصویربرداری برای رشد ارگانوئیدها و کانال‌های میکروفلوئیدیک برای ایجاد و پیش گرمایش یک ماده مغذی است که از رشد بافت پشتیبانی می‌کند.

برای دستگاه‌های چاپ سه بعدی از نوعی رزین سازگار پر کاربرد در جراحی دندان استفاده شده است. تراشه چاپ شده با قرار گرفتن در معرض اشعه ماورای بنفش و قبل از قرار دادن سلول‌های زنده درون حفره‌‌ها، ضد عفونی می‌شود. پس از بستن روی حفره به وسیله یک صفحه شیشه‌ای، مواد مغذی و دارویی مورد مطالعه، از طریق ورودی های کوچک، وارد حفره‌ها می‌شوند.

Ikram Khan، نویسنده کتاب، گفت: “هزینه های طراحی ما به طور قابل توجهی کمتر از راکتورهای زیستی مبتنی بر محصولات ارگانوئیدی مرسوم است. علاوه بر این، تراشه را می‌توان با آب مقطر شست، خشک و آماده کرد، بنابراین قابل استفاده مجدد است.”

پژوهشگران دستگاه آن‌ها را با ارگانوئیدهای مشتق شده از سلول‌های انسانی آزمایش کردند. آن‌ها ارگانوئیدهای در حال رشد مغز را با میکروسکوپ مشاهده کردند و توانستند رشد و نمو آنها را به مدت هفت روز با موفقیت دنبال کنند. مقدار کمی از بافت مغز یک حفره یا بطن ایجاد کرده که توسط یک ساختار خود سازمانده احاطه شده بود. این ساختار شبیه یک نئوکورتکس در حال توسعه است.

درصد سلول‌های هسته ارگانوئید که در این مدت یک هفته فوت کرده‌اند، کمتر از شرایط کشت منظم در دستگاه چاپ سه بعدی بود.

Khan گفت: “یک مزیت ارائه شده توسط دستگاه میکروسیال ما این است که اجازه می‌دهد تا پرفیوژن ثابت محفظه کشت، نسبت به کشت مرسوم، از یک پرفیوژن بافت فیزیولوژیک تقلید کند که در نتیجه آن، مرگ سلول در هسته ارگانوئید کاهش می‌یابد.”

پژوهشگران امیدوارند با مقیاس دهی به حفره‌های موجود، ظریفیت دستگاه‌ها را افزایش دهند. سایر پیشرفت‌ها امکان افزودن ابزارهای جدید به طراحی را فراهم می‌کند.


بیشتر بخوانیم:
توسعه اسکلت های بیرونی هیدرولیک با اجزای چاپ سه بعدی
۸ پروژه‌ نویدبخش چاپ سه بعدی ارگان های بدن انسان
ایمپلنت های چاپ سه بعدی ، راه ارتباطی میان مغز و رایانه


منبع: techexplore

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *