یافتن جایگزینی برای آزمایش‌های حیوانی، یکی از مهمترین تلاش‌هایی است که در حال حاضر در دنیای پزشکی در حال انجام است. این روش کاملاً موثر نیست چرا که بسیاری از داروهایی که نتایج امیدوار کننده ای بر روی حیوان‌های آزمایشگاهی داشته‌اند ‌در آزمایش‌های بالینی با شکست مواجه شدند. همچنین بسیاری از مردم این روش را غیراخلاقی می‌دانند. حال، پژوهشگران دانشگاه تورنتو با ساخت بستری برای فناوری اندام روی تراشه به نام AngioChip که ساختاری سه‌بعدی و مرکب را برای رشد بافت‌های مقلد عملکرد بدن انسان فراهم می‌کند به موفقیتی بزرگ دست یافته‌اند.

ایدۀ دستگاه‌های اندام روی تراشه جدید نیست (سال گذشته آنها حتی برندۀ جایزۀ طراحی سال  شدند) ولی به نظر می‌رسد AngioChip به دنبال ارائه تکاملی قابل توجه از این مفهوم است. در حالی که تلاش‌های پیشین وابسته به یک لایه از سلول‌ها بود، این دستگاه جدید روشی سه‌بعدی را بکار می‌گیرد.

این دستگاه از لایه‌های نازکی تشکیل شده که برای ایجاد ساختاری سه‌بعدی بر روی هم قرار گرفته اند. این لایه‌ها از پلیمر POMaC که هم زیست‌ تخریب‌پذیر و هم زیست سازگار می‌باشد ساخته می‌شوند. روی هر لایه الگویی از کانال‌ها با پهنای ۵۰ تا ۱۰۰ میکرومتر نقش می‌بندد. با افزودن لایه‌ها، نور ماوراء بنفش برای اتصال پلیمرها و کنار هم نگه داشتن لایه‌ها بکار می‌رود.

هنگامی که ساخت و ساز کامل شد، تراشه تکمیل شده در مایعی شامل سلول‌های زنده غوطه‌ور می‌شود. این سلول‌ها به دستگاه چسبیده و همانند بدن انسان شروع به رشد می‌کنند. تراشۀ نهایی درون یک ظرف کشت سلول‌های طبیعی کار کرده و نیازی به پمپ‌ها یا خطوط خلاء ندارد.

پژوهشگران با بکارگیری این روش، توانستند مدل‌هایی از بافت‌های کبد و قلب را بسازند که دقیقاً همانند نمونۀ واقعی عمل می‌کنند. هنگامی که سلول‌های قلب روی تراشه کاشته شد، حتی چارچوب‌های پلیمری با تپش‌هایی منظم مشابه با بافت‌ قلب در بدن انسان، منقبض می‌شدند. عملکرد بافت کبد نیز به همان اندازه در تولید اوره و سوخت و ساز داروها قابل توجه بود. حتی بافت‌های گوناگون  می‌توانند از طریق رگ‌های خونی به یکدیگر متصل شوند و به دانشمندان اجازه دهند تعامل بین آنها را مشاهده کنند.

AngioChip هنوز در مراحل نخستین است ولی می‌تواند گام بعدی در فناوری اندام روی تراشه باشد و پتانسیل این را دارد که روزی جایگزین آزمایش‌های حیوانی  شود. پیچیدگی این بستر اجازه می‌دهد تا عوارض جانبی خطرناک داروها نه تنها روی مدل یک اندام بلکه روی بافت‌های مرتبط با یکدیگر آزمایش شود تا تصویری بهتر از تأثیر آن روی بدن بدست آید.

همچنین پژوهشگران معتقدند چنین سلول‌های رشد یافته در آزمایشگاه می‌توانند روزی با چارچوب‌های پلیمری که پس از چند ماه تجزیه می‌شوند جایگزین اندام‌های آسیب‌دیده شوند.

در حال حاضر، ساخت یک تراشه AngioChip نیازمند زمان طولانی است چرا که به صورت دستی ساخته می‌شود. در ادامه این پروژه، این گروه به دنبال راه‌هایی برای تولید انبوه این تراشه‌ها برای گسترش آزمایش و کاربری آنها خواهد بود.

مقالۀ این پژوهش در مجلۀ  Nature Materials منتشر شده است.

منبع: gizmag