نسل جدید چاپگرهای زیستی برای تولید اعضای بدن

پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر دستگاه بایو پرینتری برای تولید بافت رگ تولید کردند و در ادامه آن موفق به ساخت نسخه دوم این دستگاه شدند که سرعت دستگاه نسبت به نسخه اول 20درصد افزایش داشته است.
دکتر مجید حلوایی- از محققان این طرح در گفت‌وگو با مهر، با بیان اینکه پرینترهای زیستی دستگاه چاپگر سه بعدی هستند، گفت: این دستگاه‌ها قابلیت پرینت سلول‌ها را دارند.
وی با اشاره به مطالعات انجام شده در دانشگاه صنعتی امیرکبیر اظهار داشت: هدف از این پروژه مطالعاتی، تولید بایو پرینتری است که ساختارهای دایره‌ای و استوانه‌ای بدن چون رگ را پرینت کند.
حلوایی با بیان اینکه در فاز اول این طرح اقدام به تولید دستگاه بایو پرینتر برای پرینت رگ شده است، خاطرنشان کرد: درحال حاضر نمونه آزمایشگاهی این دستگاه ساخته شده است و نسخه جدید آن نیز ساخته شده ولی تست‌های آن انجام نشده است.
این محقق به بیان عملکرد بایو پرینترها پرداخت و ادامه داد: بایو پرینترها مانند پرینترهای معمولی از 3 بخش تشکیل شده‌اند که از آن جمله می‌توان به «چاپگر زیستی» اشاره کرد که یک چاپگر سه بعدی است.
وی «جوهر زیستی» را بخش دوم ذکر کرد و افزود: در این بخش توده‌های سلولی در کنار هم برای پرینت قرار گرفته خواهند شد و سومین بخش «کاغذ زیستی» است که زمینه‌ای را فراهم می‌کند تا سلول‌های موردنظر تا رسیدن به بلوغ کامل بتوانند تغذیه کنند و در جای خود ثابت شوند.
حلوایی به عملکرد بایو پرینت ساخته شده در این دانشگاه اشاره کرد و گفت: این دستگاه دارای سرنگی است که جوهر زیستی در داخل آن قرار می‌گیرد و با حرکتی که در فضا برای آن ایجاد می‌شود از طریق دستگاه چاپگر زیستی، توده‌های سلولی را در محل‌هایی که مدنظر است، قرار می‌دهد.
وی با بیان اینکه در کنار این فرآیند باید هیدروژلی برای ساپورت توده‌های سلولی به منظور جلوگیری از خارج شدن آنها از جای خود استفاده شود، اضافه کرد: فرآیند پرینت باید به صورت لایه‌لایه انجام شود به این معنا که لایه اول که چاپ شد، لایه بعدی با ساختار مدنظر برروی لایه قبلی قرار خواهد گرفت.
محقق بایو پرینتر دانشگاه صنعتی امیرکبیر، همچنین به عملکرد جوهر زیستی استفاده شده در این پرینتر اشاره کرد و گفت: جوهر زیستی شامل توده‌های سلولی است که معمولا توده‌های سلولی داخل سرنگ به خط و در یک ردیف قرار داده می‌شوند و با فشاری که از پشت سرنگ وارد می‌شود این توده‌ها یکی‌یکی از این سوزن سرنگ خارج و کنار یکدیگر قرار می‌گیرند.
وی اضافه کرد: معمولا برای اینکه سلول‌ها زنده بمانند در کنار توده‌های سلولی از محیط کشت استفاده می‌شود تا مواد غذایی و گازهای ذخیره شده در آن را در اختیار سلول‌ها به منظور بقای سلول‌ها قرار دهد.
حلوایی سلول‌های موردنیاز برای این دستگاه را سلول‌های اندوتلیال جنینی ذکر کرد و اظهار داشت: از آنجایی که ساختار استوانه‌ای مانند رگ پیچیدگی کمتری دارند، برای فاز اول پرینت رگ انتخاب شد.
وی خروجی دستگاه بایو پرینتر را ساخت بافت بدن عنوان کرد و ادامه داد: تست‌های اولیه انجام شد و در این آزمایش‌ها به دلیل وجود یکسری مشکلات تاکنون موفق نشدیم تا به پرینت رگ یکپارچه برسیم و لازم است تا این مشکلات رفع شود.
حلوایی با اشاره به تحولات انجام شده در دو نسخه بایو پرینترهای تولید شده، توضیح داد: در نسخه اولیه دستگاه بایوپرینتر ارزان قیمت و صرفا برای بررسی امکان‌پذیر بودن ساخت این دستگاه ساخته و عرضه شد ولی در نسخه دوم از قطعات بیشتر و با دقت بالاتری ساخته شد.
به گفته وی سرعت پرینت در نسخه دوم نسبت به نسخه قبل 20درصد افزایش داده شد که این امر می‌تواند ما را به مطالعات سلولی نزدیک‌تر کند.
این محقق هدف نهایی از طراحی و ساخت بایوپرینترها را ساخت بافت اعضای بدن ذکر کرد و یادآور شد: محققان دنیا درصدد هستند تا با توسعه این فناوری اقدام به ساخت اعضای بدن چون قلب کنند و در تلاش هستند تا با کنار هم قرار دادن سلول‌ها ساختاری مشابه بافت اعضای بدن تولید کنند.
وی با بیان اینکه درحال حاضر این دستگاه در دنیا برای تولید بافت‌های نرم مورد استفاده قرار گرفته است، خاطرنشان کرد: این دستگاه تاکنون برای ساخت بافت سخت مانند استخوان کاربردی نشده است ولی به نظر می‌آید در آینده از این دستگاه برای تولید بافت‌های سخت نیز استفاده شود.
حلوایی با بیان اینکه برای ساخت بافت‌های سخت بیشتر از دستگاه D3 پرینتینگ استفاده می‌شود، گفت: برای این منظور ابتدا داربستی پرینت می‌شود و پس از آن سلول‌ها برروی این داربست بارگذاری می‌شوند ولی در بایو پرینترها سلول‌ها همزمان برروی داربست پرینت می‌شوند.