روش جدید چاپ برای بافت‌های بیولوژیکی از طریق چاپگر ۳D

مهندسان نانو در دانشگاه کالیفرنیا به یک فناوری جدید از طریق چاپگر ۳D دست یافته اند که به کمک آن می توان تنها در چند ثانیه ساختارهای سه بعدی در مقیاس میکرو را از ژل های نرم و زیست سازگار تهیه نمود. محققان با استفاده از این روش چاپ برای تولید بافت‌های بیولوژیکی می‌توانند انقلاب عظیمی در پزشکی ایجاد کنند.

در کوتاه مدت، این فن آوری می تواند به سیستم های بهتر برای رشد و مطالعه سلول ها، از جمله سلول های بنیادی، در آزمایشگاه منجر شود. در دراز مدت، هدف پروژه دستیابی به یک روش سریع چاپ بافت های بیولوژیکی به منظور استفاده در پزشکی احیا کننده است. به عنوان مثال، در آینده، پزشکان ممکن است آسیب ناشی از حمله قلبی را با جایگزینی آن با بافتی که توسط یک چاپگر ۳D ایجاد شده است، ترمیم کنند.

این روش جدید تولید بافت که تحت عنوان استریولیتوگرافی دینامیک نوری (DOPsL) شناخته می شود، در آزمایشگاه نانومهندسی پروفسور شائوچن چن توسعه یافته است. تکنیک های ساخت کنونی، مانند لیتوگرافی نوری و چاپ میکرو، به تولید هندسه ساده و یا الگوهای ۲D محدود می شود. همچنین روش های دیگر چاپ ۳D فعلی، مانند فوتوپلیمریزاسیون جفت فوتونی، بسیار کند بوده و ساعت ها به طول می انجامد. استریولیتوگرافی بیش از هر چیز با توجه به توانایی آن برای برای چاپ اشیاء بزرگ، مانند ابزار و قطعات خودرو شناخته شده است. برای چاپ بافت های شبیه سیستم های طبیعی، از جمله عروق خونی، دقت در مقیاس میکرو و نانو مورد نیاز است. بدون توانایی چاپ عروق خونی، کلیه یا کبد مهندسی شده، در پزشکی احیا کننده بی فایده است. تیم چن با روش DOPsL، قادر به دستیابی به هندسه های پیچیده رایج در طبیعت مانند گل ها، مارپیچ ها و نیمکره شده است.

در روش جدید ساخت بافت، با استفاده از یک سیستم پروژکشن کامپیوتری و میکروآینه های دقیقاً کنترل شده، نور به یک ناحیه مشخص از محلول حاوی زیست پلیمرهای حساس به نور و سلول های زنده تابیده می شود. این پلیمر مایع تحت تابش نور ماوراءبنفش دچار تغییر ساختار و از حالت مایع به حالت جامد تبدیل می‌شود. این روش باعث می‌شود که چاپ، بسیار سریع اتفاق بیفتد.

این فناوری بخشی از یک تکنولوژی جدید biofabrication است که چن در کمتر از چهار سال و با هزینه ۱٫۵ میلیون دلار کمک مالی از موسسه ملی بهداشت در حال توسعه آن است. دولت اوباما در ماه مارس به میزان ۱ میلیارد دلار در فن آوری های تولید پیشرفته سرمایه گذاری کرده است، که از آن جمله می توان به ایجاد یک موسسه ملی با بودجه ۳۰ میلیون دلار جهت توسعه چاپ ۳D اشاره نمود.