۸ پروژه‌ نویدبخش چاپ سه بعدی ارگان های بدن انسان (بخش دوم)

با وجود هزاران پیوند عضو که در سراسر جهان انجام می‌شود، این تعداد پیوند، تقاضای روزافزون پیوند اعضا را پاسخ‌گو نیست. امروزه، تنها منبع این اعضای نجات‌دهنده‌ی زندگی، اهداکنندگان عضو هستند. یکی از تلاش‌های پزشکی ترمیمی، تولید اندام بدن و بافت‌های زیستی با کمک فناوری چاپ سه‌بعدی است. توانایی تولید اندام‌ها و بافت‌های زیستی تحول بزرگی در پزشکی به شمار می‌آید. در این بخش از مقاله به بخش دیگری از پروژه‌های اندام چاپ سه‌بعدی از جمله استخوان، پوست، تخمدان و گوش می‌پردازیم. با مجله‌ی فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

چاپ سه بعدی ارگان های بدن انسان

۵) استخوان

استخوان جز اصلی ساختمان بدن انسان است. افراد ممکن است به دلیل بیماری یا تصادف، یکی از استخوان‌های بدن خود را به طور کامل از دست بدهند. در چنین مواردی، کاشت استخوان در مقایسه با ارتزهای مصنوعی، می‌تواند راه حل مناسبی باشد. پیوند استخوان نیز همانند دیگر اعضای بدن، با چالش کمبود پیوند اهدایی روبرو است.

حوزه‌ی ارتزهای چاپ سه‌بعدی یکی از کاربردهای اصلی چاپ سه‌بعدی فلز (metal 3D printing) به شمار می‌آید. در سال ۲۰۱۸، بیش از ۱۰۰ هزار ایمپلنت لگن برای جایگزینی لگن ساخته شد و با عمل جراحی در بدن بیماران قرار گرفت. ایمپلنت لگن Delta-TT ترکیبی از آلیاژ تیتانیوم است که با یکی از روش‌های چاپ سه‌بعدی فلزی به نام EBM تولید می‌شود.

با وجود پیشرفت سریع ایمپلنت‌های فلزی جایگزین استخوان، توسعه‌ی چاپ زیستی استخوان به کندی پیش می‌رود. در حالی‌که در روش‌های سنتی چاپ زیستی از سلول‌های انسانی به عنوان ماده اولیه استفاده می‌شود، در چاپ زیستی استخوان، ساختارهای داربست باید به کار رود که بدن بتواند در نهایت روی آن استخوان بسازد.

در سال ۲۰۱۹، دانشمندان دانشگاه آنگلیای شرقی انگلستان (East Anglia) در یک پروژه، ساختار داربست موردنیاز برای چاپ زیستی استخوان را برای اسب‌ مورد مطالعه قرار دارند. ساختار داربست چاپ زیستی استخوان باید متخلخل باشد و در طول زمان جذب بدن شود.

امسال پژوهشگران دانشگاه دلفت هلند یافته‌های ارزشمندی را درباره داربست چاپ زیستی با منیزیم خالص زیست‌تخریب‌پذیر ارائه کردند. این ماده برای چاپ زیستی استخوان بهینه است چرا که خواص مکانیکی مشابه استخوان طبیعی دارد. از سوی دیگر این ماده می‌تواند تشکیل استخوان را تحریک کند.

۶) پوست

پوست گسترده‌ترین ارگان بدن و مستعد بسیاری از آسیب‌ها از جمله سوختگی است. درمان آسیب‌های شدید پوستی پیوند پوست است. در این حالت، بخشی از پوست سالم فرد به بخش آسیب‌دیده پیوند زده می‌شود. متاسفانه پیوند پوست تنها برای بخش کوچکی از پوست آسیب‌دیده قابل اجرا است. به همین دلیل، فعالان چاپ زیستی این ارگان را یکی از اهداف خود قرار داده‌اند تا بتوانند با فناوری نوین، آن را ترمیم و تعویض کنند. ایده چاپ زیستی پوست، تولید تکه‌های پوستی از سلول‌های خود دریافت‌کننده است. بنابراین، سازگاری پوست با بدن بیمار ۱۰۰ درصد است.

در سال ۲۰۱۹، محققان موسسه پلی‌تکنیک Rensselaer نیویورک، توانستند بخشی از پوست زنده همراه با رگ‌های خونی را تولید کنند. روش‌های گذشته، پوست‌های چاپ شده فاقد عملکرد عروقی بودند.

گام بعدی، توسعه‌ی راهی است که بتواند در سطح میکروسکوپی، پوست گیرنده و رگ‌های خونی پوست چاپ شده را با هم ادغام کند. استارتاپ استرالیایی Inventia Life Science در حال ساختن دستگاهی است که بتواند پوست را به طور مستقیم بر زخم بدن گیرنده چاپ کند. در این روش، سلول‌های پوستی به عنوان قطرات ریز چاپ جوهری نقش ایفا می‌کنند.

۷) تخمدان

تخمدان‌ها به عنوان بخش اساسی روند پیچیده بیولوژیکی بدن زنان هستند. سالانه هزاران زن در آمریکا دچار مشکلات تخمدان می‌شوند که می‌تواند منجر به ناباروری شود. از بیماری‌های خودایمنی تا شیمی‌درمانی در درمان سرطان ممکن است آسیب غیر قابل جبرانی بر تخمدان‌ها وارد کنند.

محققان دانشگاه نورث‌وسترن شیکاگو در تلاش هستند یک تخمدان مصنوعی بسازند که به بدن زنان پیوند زده شود. در سال ۲۰۱۷، گروهی به سرپرستی Monica Laronda یک روش چاپ زیستی تخمدان به کار بردند که به موش‌های نابارور، اجازه باروری می‌داد. گروه پژوهشی به جای توسعه‌ی یک تخمدان مصنوعی کامل، ساختارهای داربست چاپ زیستی تخمدان ساختند که درون بدن موش قرار گرفت و با گذشت زمان رشد کرد. در این تحقیق نشان داده شد برخی از ساختارها کاملا کارآمد هستند، از ۷ موش با تخمدان مصنوعی، ۳ موش بارور شدند.

۸) گوش

گوش‌ها نه تنها از جنبه‌ی عملکرد شنوایی اهمیت دارند بلکه از نظر زیبایی ظاهری نیز ارگان مهمی به شمار می‌آید. جراحی ترمیمی شاخه‌ای از پزشکی است که هدف آن بازیابی عملکرد و شکل ظاهری طبیعی ناهنجاری‌های ناشی از نقص مادرزادی و بیماری‌ها است. گوش و بینی دو عضو با ساختار پیچیده هستند که بازیابی و ساخت آن بسیار دشوار است.

درسال ۲۰۱۶، موسسه تحقیقاتی Wake Forest موفق به چاپ زیستی گوش در آزمایش‌های حیوانی شدند. در این پژوهش هدف چاپ زیستی ساختار گوش بود نه عملکرد آن.

در سال ۲۰۱۹، دانشمندان دانشگاه Wollongong استرالیا، چاپگر زیستی ساختند که قادر به تولید گوش انسان برای جراحی ترمیمی بود. چاپگر زیستی ۳D Alek از مواد غضروفی استفاده می‌کند.


بیشتر بخوانیم:

>>۸ پروژه‌ نویدبخش چاپ سه بعدی ارگان های بدن انسان (بخش نخست)
>>حسگر منعطف پوستی برای کمک به بیماران ALS در برقراری ارتباط
>>فناوری های پوشیدنی و تاثیر آن بر توانبخشی بیماران سکته مغزی


منبع: all3dp.com

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

پاسخی بگذارید

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