به نقل از «ایران اکونومیست»

چاپ سه‌بُعدی سلول‌ها روی اندام داخلی بدن با یک ربات جدید

تاریخ انتشار: ۱۰ اسفند ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۷۲۳۱۵۶۶

دانشمندان، چاپگر زیستی سه‌بعدی جدیدی ساخته‌اند که می‌تواند سلول‌ها را در اندام داخلی بدن انسان چاپ کند.

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از نیو اطلس، پتانسیل چاپ زیستی سه‌بُعدی به لطف تلاش‌های مهندسان دانشگاه نیو ساوث ولز (UNSW) در طراحی و ساخت یک بازوی رباتیک نرم که می‌تواند مستقیماً روی اندام‌ها و بافت‌های داخل بدن انسان چاپ انجام دهد، بیش از پیش گسترش یافته است.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

در سال‌های اخیر، استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی برای ایجاد مواد زیستی که سلول‌های زنده (جوهرهای زیستی) و داروها را در خود جای می‌دهند، برای درمان طیف وسیعی از شرایط، مثلا با ایجاد پچ‌های قلبی یا گوارشی پدیدار شده و در حال رایج شدن است.

در حال حاضر، چاپ زیستی بیشتر برای تحقیق و توسعه داروهای جدید استفاده می‌شود. ایجاد سازه‌هایی که با جراحی در بدن کاشته می‌شوند، نیاز به استفاده از چاپگرهای سه‌بعدی بزرگ دارند که خطرات خاص خود از جمله آسیب به بافت و خطر عفونت را به همراه دارند؛ همچنین از آنجایی که مواد زیستی معمولاً ساختارهای نرم و شکننده‌ای دارند، این پتانسیل را دارند که در فرآیند کاشت، آسیب ببینند.

یکی دیگر از چالش‌های رایج در استفاده از ساختارهای سه‌بعدی ایجادشده خارجی این است که ممکن است بین سازه و سطح بافتی که روی آن کاشته می‌شود، عدم تطابق وجود داشته باشد. این در حالی است که کاشت مواد زیستی به طور مستقیم روی بافت‌های هدف، راه‌حل امیدوارکننده‌ای را ارائه می‌دهد.

اکنون مهندسان UNSW یک بازوی رباتیک نرمِ انعطاف‌پذیر و مینیاتوری ساخته‌اند که می‌تواند مانند یک آندوسکوپ وارد بدن شود و مواد زیستی را مستقیماً روی سطح اندام‌ها و بافت‌ها چاپ کند.

این دستگاه که F3DB نام دارد، از بیرون کنترل می‌شود و شامل یک بازوی رباتیک انعطاف‌پذیر و بلند است که در انتهای آن یک سر چرخشی با قابلیت مانور قرار می‌گیرد و جوهر زیستی را از طریق یک نازل مینیاتوری و چند جهته چاپ می‌کند.

دکتر تان انگو دو نویسنده مسئول این پژوهش گفت: روش‌های موجود در چاپ زیستی سه‌بعدی نیاز به ساخت مواد زیستی در خارج از بدن دارند و کاشت آنها در یک فرد معمولاً به جراحی باز نیاز دارد که خطر عفونت را افزایش می‌دهد.

وی افزود: چاپگر زیستی سه‌بعدی انعطاف‌پذیر ما می‌تواند این مواد زیستی را مستقیماً به بافت یا اندام‌های هدف با رویکردی کم‌تهاجمی تحویل دهد. نمونه اولیه به لطف بدنه انعطاف‌پذیر خود قادر به چاپ سه‌بعدی زیست‌مواد به صورت چندلایه در اندازه‌ها و اشکال مختلف در مناطق دارای محدودیت و صعب العبور است.

هنگامی که دستگاه F3DB، چاپ را در یک منطقه به پایان برساند، می‌توان آن را به مکان دیگری هدایت کرد تا این فرآیند را دوباره شروع کند. این بدان معناست که این دستگاه می‌تواند برای چاپ مواد زیستی در مناطق وسیعی از جمله کل سطح اندام‌هایی مانند روده بزرگ، معده، قلب و مثانه استفاده شود، کاری که با دستگاه‌های چاپ زیستی فعلی قابل انجام نیست.

مهندسان این دستگاه را در خارج از بدن روی سطوح مسطح و منحنی از جمله داخل روده بزرگ مصنوعی و روی سطح کلیه خوک با استفاده از شکلات، ژل کامپوزیت و مواد زیستی برای چاپ دقیق اشکال مختلف آزمایش کردند. آنها دریافتند، سلول‌ها تحت تأثیر فرآیند چاپ قرار نمی‌گیرند و پس از چاپ، اکثر سلول‌ها هنوز زنده هستند.

دستگاه F3DB علاوه بر چاپ مواد زیستی می‌تواند به عنوان یک دستگاه آندوسکوپی، تمیز کردن سازه‌ها با استفاده از فواره‌های آب، علامت‌گذاری ضایعات و تشریح بافت‌ها عمل کند.

مای تان تای، نویسنده ارشد این پژوهش تأکید کرد: دستگاه F3DB در مقایسه با ابزارهای جراحی آندوسکوپی توسعه‌یافته موجود به عنوان یک ابزار آندوسکوپی همه‌جانبه طراحی شده است که از استفاده از ابزارهای قابل تغییر که معمولاً با زمان طولانی‌تر رویه و خطرات عفونت مرتبط هستند، جلوگیری می‌کند.

در حال حاضر، هیچ دستگاه تجاری موجود نمی‌تواند بر روی بافت‌ها و اندام‌های داخلی چاپ انجام دهد.

گروه سازنده F3DB می‌گویند، این دستگاه با توسعه بیشتر می‌تواند برای استفاده توسط متخصصان مراقبت‌های بهداشتی ظرف پنج تا هفت سال آینده آماده شود.

نتایج این پژوهش در مجله Advanced Science منتشر شده است.

 

 

منبع: خبرگزاری ایسنا برچسب ها: چاپ سه‌بعدی ، چاپ سه بعدی روی اندام داخلی بدن ، ربات نرم

منبع: ایران اکونومیست

کلیدواژه: چاپ سه بعدی ربات نرم انعطاف پذیر چاپ سه بعدی مواد زیستی چاپ زیستی اندام ها زیستی سه سلول ها بافت ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت iraneconomist.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایران اکونومیست» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۲۳۱۵۶۶ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

برای اولین بار یک زن همزمان پمپ قلب و پیوند کلیه خوک دریافت کرد

قرار دادن اولین پمپ قلب ترکیبی و پیوند کلیه خوک در یک بیمار موفقیت آمیز بود که نشان می‌دهد پیوند عضو خوک ویرایش ژنتیکی شده در حال تبدیل شدن به یک واقعیت برای موارد پیچیده است.

به گزارش ایسنا، جراحان یک بیمارستان در آمریکا با جشن گرفتن یک پیشرفت در پیوند عضو از حیوان به انسان برای دومین بار موفق شدند یک کلیه خوک اصلاح شده ژنتیکی را به یک فرد زنده پیوند بزنند و نخستین جراحی همزمان پیوند کلیه و پمپ قلب را رقم بزنند.

این جراحی در بیمارستان NYU Langone Health در نیویورک بر روی یک زن ۵۴ ساله به نام لیزا پیزانو که از نارسایی قلبی و بیماری کلیوی پیشرفته رنج می‌برد، انجام شد. این جراحی در حالی انجام شد که در صورت عدم انجام آن لیزا تنها چند هفته زنده می‌ماند.

پیزانو با نارسایی قلبی و مرحله پیشرفته بیماری کلیوی مواجه بود، اما پزشکان توانستند او را برای این جراحی پیشگامانه تایید کنند.

جراحان چند روز قبل از پیوند یک پمپ مکانیکی قلب را در پیزانو کاشتند که به گفته پزشکان اولین جراحی ترکیبی در جهان بود.

پزشکان علاوه بر کلیه اصلاح ژنتیکی شده همچنین در عملی که به گفته بیمارستان برتی اولین بار بر روی یک بیمار زنده بود، غده تیموس خوک را به بدن بیمار پیوند زدند که به آموزش سیستم ایمنی و کاهش احتمال رد عضو کمک می‌کند.

پزشکان توانستند ژنی را که قندی به نام آلفا گال(alpha-gal) تولید می‌کند، حذف کنند که رد فوری کلیه خوک اصلاح شده را متوقف کرد. مطالعات قبلی نشان داده‌اند که حذف آلفا گال به جلوگیری از دفع فوری اندام‌ها از دیگر گونه‌ها مانند خوک توسط بدن انسان کمک می‌کند.

دکتر مونتگومری که رهبری این جراحی را بر عهده داشت، گفت: ما با استفاده از اصلاح ژنتیکی خوک‌ها می‌توانیم نقشی که یک تغییر در ژنوم می‌تواند بیگانه‌پیوندی را به یک جایگزین مناسب تبدیل کند، بهتر درک کنیم. از آنجایی که این خوک‌ها را می‌توان پرورش داد و نیازی به شبیه‌سازی مانند ویرایش‌های پیچیده ژنی ندارند، این یک راه حل پایدار و مقیاس‌پذیر برای حل معضل کمبود اندام پیوندی است. اگر بخواهیم به سرعت زندگی‌های بیشتری را نجات دهیم، استفاده از این اصلاحات ژنتیکی و داروهای کمتر پاسخگو خواهد بود.

دکتر رابرت مونتگومری جراح اصلی این جراحی به خبرنگاران گفت که این عمل نقطه عطفی در سفر ما برای در دسترس قرار دادن اندام‌های نجات دهنده برای هر کسی است که به آنها نیاز دارد.

مونتگومری که اولین پیوند کلیه اصلاح ژنتیکی شده از خوک به انسان را روی یک فرد مرگ مغزی در سال ۲۰۲۱ انجام داده است، گفت: این جراحی تازه این احتمال را نزدیک‌تر می‌کند که دیگر هیچ کس بر اثر کمبود عضو نمیرد و حتما منتظر مهیا شدن عضو از شخص دیگری نباشد.

گفتنی است که اولین پیوند کلیه خوک به یک بیمار زنده در ماه مارس در بیمارستان عمومی ماساچوست بر روی یک مرد ۶۲ ساله انجام شد.

بیگانه‌پیوندی(Xenotransplants) که به پیوند یک عضو بین گونه‌های مختلف گفته می‌شود، به عنوان یک راه حل بالقوه برای بیماران نیازمند پیوند عضو در میان کمبود مزمن اهداکنندگان عضو مورد استقبال قرار گرفته است.

با این حال، بدن انسان می‌تواند اندام‌های حیوانی را رد کند، به این معنی که آنها باید از نظر ژنتیکی اصلاح شوند تا اطمینان حاصل شود که سازگار هستند و خطر را برای بیمار کاهش می‌دهد.

قلب اصلاح شده ژنتیکی خوک در سال ۲۰۲۳ به دو بیمار در دانشگاه مریلند پیوند زده شد، اما هر دو کمتر از دو ماه زنده ماندند.

پیزانو دارای سطوح بالایی از آنتی‌بادی‌های مضر برای بافت انسان بود، اما نه برای اندام‌ ویرایش شده خوک. بنابراین یک کلیه خوک اصلاح شده ژنتیکی برای او مناسب بود. وی می‌گوید قبل از تن دادن به این جراحی، تمام راه‌های دیگر را امتحان کرده بود.

طبق بیانیه بیمارستان، پزشکان می‌گویند که سال‌ها طول می‌کشید تا برای او یک کلیه همسان انسانی برای پیوند پیدا شود تا بدن او عضو اهدایی را رد نکند.

پیزانو گفت: من پیش خودم گفتم در بدترین سناریو، اگر این کار جواب ندهد، ممکن است برای نفر بعدی کار کند. می‌دانید، بالاخره حداقل یک نفر از آن سود خواهد برد.

مونتگومری می‌گوید حالا که تقریباً دو هفته از این عمل گذشته است، پیزانو هنوز هیچ نشانه‌ای از رد عضو را نشان نداده است و عملکرد کلیه او عالی است.

دکتر معظمی از اعضای تیم جراحی نیز گفت: این رویکرد منحصر به فرد اولین بار در جهان است که بکار گرفته می‌شود. این جراحی فرصتی برای کیفیت بهتر زندگی و دادن زمان بیشتری به لیزا برای گذراندن زمان با خانواده‌اش است. به نظر می‌رسد جراحان در حال یادگیری هستند که چگونه می‌توانند پیوند اندام‌های خوک ویرایش شده ژنتیکی را به واقعیت و امری رایج تبدیل کنند.

انتهای پیام