بفضل التكنولوجيا المتطورة باستمرار للطباعة ثلاثية الأبعاد ، تمكن العلماء أخيرًا من صنع أعضائهم وأطرافهم الاصطناعية لمرضاهم. لكن هل تعلم أن طابعة ثلاثية الأبعاد معدلة جعلت ذلك ممكنًا؟
في عام 2019 ، تمكنت مجموعة علماء من جامعة تل أبيب من طباعة قلب بشري باستخدام خلايا المريض بنجاح. قيل إن المواد البيولوجية المستخدمة تتطابق تمامًا مع الخصائص المناعية والخلوية والكيميائية الحيوية والتشريحية للمريض.
ما هو 3D-Bioprinting؟
الطباعة ثلاثية الأبعاد هي أحد أشكال التصنيع التي تستخدم الخلايا البشرية والمواد الأخرى المتوافقة حيوياً مثل حبر or الأحبار الحيوية لطباعة الهياكل الحية طبقة تلو الأخرى ، والتي تحاكي سلوك أنظمة الحياة الطبيعية.
غالبًا ما تُستخدم هذه الهياكل المطبوعة بيولوجيًا لدراسة كيفية عمل عضو معين خارج الجسم. إن هندسة النظام المطبوع بيولوجيًا تشبه إلى حد بعيد هندسة العضو الطبيعي وهي أكثر دقة لاستخدامها في مجال هندسة الأنسجة والهندسة الحيوية. تُستخدم عملية الطباعة الحيوية أيضًا في البحث والتطوير الصيدلاني.
قريباً ، سيتم استخدام الطباعة الحيوية للتطبيقات السريرية مثل ترقيع الجلد ، وتطعيم العظام ، والغرسات ، والأجهزة الطبية الحيوية ، ونعم ، حتى أجهزة الطباعة ثلاثية الأبعاد. (مصدر: Allevi بواسطة 3D Systems)
كيف يمكن لأجهزة الطباعة ثلاثية الأبعاد أن تنقذ الأرواح؟
الآلاف من المرضى ينتظرون حاليًا أعضاء لإطالة حياتهم ، ولكن بسبب النقص العالمي في الأعضاء والعدد المحدود من المتبرعين بالأعضاء ، يموت العديد من هؤلاء المرضى قبل توفر عملية زرع. في حين أن هندسة الأنسجة هي مجرد مجال جديد ، يقوم مهندسو الطب الحيوي بتطوير حلول ثورية من خلال هياكل أعضاء مطبوعة ثلاثية الأبعاد تعمل كسقالات قد تساعد في تجديد الأنسجة التي تضررت.
ستؤدي التكنولوجيا الكامنة وراء هذا التقدم في النهاية إلى إنشاء أعضاء اصطناعية يمكن أن تحل محل الحاجة إلى زراعة الأعضاء الحية. (مصدر: المحادثة)
القلب المطبوع ثلاثي الأبعاد
في عام 2019 ، تمكن باحثون من جامعة تل أبيب من طباعة قلب باستخدام خلايا المريض ثلاثية الأبعاد. هذا اختراق هائل في الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد.
هذه هي المرة الأولى التي ينجح فيها أي شخص في هندسة وطباعة قلب كامل مليء بالخلايا والأوعية الدموية والبطينين والغرف. في هذه المرحلة ، يكون قلبنا ثلاثي الأبعاد صغيرًا ، بحجم قلب الأرنب. لكن قلوب البشر الأكبر تتطلب نفس التكنولوجيا. يعد التوافق الحيوي للمواد المهندسة أمرًا بالغ الأهمية للتخلص من مخاطر رفض الزرع ، مما يعرض نجاح مثل هذه العلاجات للخطر. تحتاج الخلايا إلى تكوين قدرة ضخ ؛ يمكنهم التعاقد حاليًا ، لكننا نحتاج إليهم للعمل معًا. ربما ، في غضون عشر سنوات ، ستكون هناك طابعات للأعضاء في أرقى المستشفيات حول العالم ، وسيتم إجراء هذه الإجراءات بشكل روتيني.
البروفيسور تال دفير ، بيولوجيا الخلايا الجزيئية والتكنولوجيا الحيوية ، جامعة تل أبيب
تتضمن عملية الطباعة الحيوية للقلب جمع الأنسجة الدهنية التي تحيط بأعضاء بطن المريض. ثم قام فريق البحث بفصل الخلايا في الأنسجة عن المصفوفة خارج الخلية. ثم تمت برمجة الخلايا للعمل كخلايا جذعية مع القدرة الإضافية على التمايز إلى خلايا القلب. تمت معالجة المصفوفة بعد ذلك في هيدروجيل وعمل كحبر حيوي.