گامي در جهت كاهش دغدغه بيماران پيوند اعضاء

در سال‌های اخیر چاپگرهای سه‌بعدی مختلفی برای ساخت قطعات مختلف پلاستیکی، چوبی و حتی فلزی طراحی و به بازار عرضه شده است، اما شاید ایده ساخت یک چاپگر سه‌بعدی زیستی که توانایی تولید اندام‌های مختلف داخلی بدن از جمله قلب را داشته باشد تا حد زیادی عجیب به نظر برسد. به هر حال چندی پیش اعلام شد گروهی از دانشمندان در موسسه نوآوری قلب و عروق دانشگاه کنتاکی، پروژه‌ای برای ساخت چنین دستگاهی آغاز کرده‌ و البته به پیشرفت‌های قابل توجهی هم دست یافته‌اند.

پیش‌بینی‌های اولیه حاکی از آن است که این چاپگر احتمالا طی ده سال آینده به بازار عرضه خواهد شد. اگر مراحل طراحی و چاپ تولید این چاپگر سه‌بعدی با موفقیت انجام شود، شاید بتواند جان هزاران انسانی را که هر سال نیازمند دریافت عضو هستند، نجات دهد. این وسیله همچنین می‌تواند باعث دگرگونی دانش پزشکی شود. شاید بتوان روزی را متصور شد که پزشکان بتوانند همه اعضای بدن انسان را با استفاده از بافت‌های جدا شده از بدن بیمار و کشت داده شده در آزمایشگاه ایجاد کنند.

دشواری‌های بیماران نیازمند پیوند قلب

بیماران نیازمند پیوند قلب در سراسر دنیا باید همیشه منتظر یک قلب اهدایی از افراد دچار مرگ مغزی باشند. البته همان‌طور که مشخص است، در این میان تقاضا بسیار بالاست و از آن سو، عرضه به اندازه کافی وجود ندارد. برخی از این بیماران مجبورند سال‌ها در انتظار دریافت عضو پیوندی بمانند. همچنین بیماران نیازمند به پیوند قلب باید بیست و چهار ساعته آماده تماس از سوی بیمارستان باشند، زیرا حداکثر فاصله زمانی بین جداکردن قلب از بدن اهداکننده و پیوند آن به بدن فرد بیمار، چهار ساعت است.

چاپگر زیستی، راه‌حلی برای پیوند عضو

برنامه‌ریزی دانشمندان نشان می‌دهد این چاپگر زیستی می‌تواند با سرعتی زیاد، قلب جدیدی ایجاد کند. طبق طرح اولیه، این چاپگر زیستی قرار است با سه ساعت کار مداوم یک قلب جدید ایجاد کند. همچنین برای این‌که قلب ساخته شده از نظر ساختاری کامل شود، باید حدود یک هفته بیرون از بدن فرد پذیرنده قرار گیرد.

برای ایجاد یک قلب جدید،یک قطعه بافت از قلب فرد جدا شده و سپس سلول‌های کشت شده با استفاده از یک چاپگر سه‌بعدی زیستی روی هم قرار می‌گیرند. به کلامی دیگر کارتریج این چاپگرهای سه‌بعدی زیستی حاوی سلول‌های زنده هستند. سلول‌های اولیه بتدریج و با نظم مشخصی روی یکدیگر قرار می‌گیرند. در حین عملیات چاپ عضو جدید، سلول‌های اولیه و همچنین بخش‌های نیمه ساخته شده داخل محلول ویژه‌ای قرار دارند تا به این ترتیب سلول‌های اولیه و نیز عضو ساخته شده بتوانند زنده بمانند. به این ترتیب یک قلب جدید کامل و البته کاربردی ایجاد می‌شود.

چاپگرهای زیستی دیگری هم در راهند

دانشمندان دانشگاه کنتاکی نخستین کسانی نیستند که روی طراحی چاپگر زیستی سه‌بعدی کار می‌کنند. پیش از آن نیز یک شرکت دیگر توانسته بود با استفاده از چاپگر زیستی ساخته شده خود، چند شریان خونی انسان و همچنین چند بافت حیوانی را تولید کند. آنها برای این کار ابتدا یک لایه ژله‌ای ویژه ایجاد کردند و سپس ده‌ها هزار سلول برای حفظ آن لایه ژله‌ای قرار دادند. در مرحله بعد یک لایه ژله‌ای دیگر نیز افزوده شد و بار دیگر مقدار مشخصی سلول روی آن قرار گرفت و به این ترتیب چند لایه سلول کنار همدیگر قرار گرفتند. پس از مدتی لایه‌های ژله‌ای بتدریج از میان رفته و موقعیت سلول‌ها در کنار یکدیگر تثبیت شده و شکل نهایی شریان را ایجاد کردند.

مزیت‌های چاپگرهای زیستی

شاید بتوان یکی از اصلی‌ترین مزیت‌های اندام‌های ایجاد شده از طریق این چاپگر زیستی را انطباق آن با بدن فرد پذیرنده دانست. قلبی که با استفاده از این چاپگر زیستی ایجاد می‌شود، با استفاده از سلول‌های جدا شده از بدن خود فرد بیمار ایجاد می‌شود و همچنین اندازه این قلب نیز با توجه به ویژگی‌های جسمی فرد تعیین می‌گردد. به این ترتیب می‌توان انتظار داشت احتمال پس زدن عضو جدید در بدن بیمار پس از پیوند کاهش چشمگیری داشته باشد.

عمل جراحی پیوند قلب در آینده

اگر پروژه طراحی و تولید چاپگر زیستی سه‌بعدی با موفقیت پیش برود، شاید بتوان گفت عمل جراحی پیوند قلب در سال‌های آینده به شکل کلی با فرآیند این جراحی در دوره فعلی متفاوت خواهد بود. در این ‌صورت در چند سال آینده فرد نیازمند پیوند عضو به اتاق عمل رفته و قطعه‌ای از بافت عضو مربوط بدن وی جدا می‌شود. در مرحله بعد سلول‌های بافت مذکور مجزا شده و در محلول ویژه‌ای قرار داده می‌شود. سپس این سلول‌ها در چاپگر زیستی قرار گرفته و این دستگاه هم به ساخت عضو جدید می‌پردازد.

طبق اعلام دانشمندان دانشگاه کنتاکی، آنها با استفاده از مدل اولیه این چاپگر زیستی توانسته‌اند یکی از شریان‌های کرونر قلب انسان را با موفقیت ایجاد کنند. آنها همچنین توانسته‌اند ظریف‌ترین شریان مورد استفاده در جریان گردش خون در قلب را نیز تولید کنند. با توجه به روند کلی پیشرفت کار روی پروژه چاپگر زیستی شاید تا حدود ده سال آینده شاهد حل شدن مشکل بیماران نیازمند پیوند قلب یا حتی سایر اعضا نظیر کلیه و کبد بود.

از سوی دیگردانشمندان در گروه تحقیقاتی ETH زوریخ با استفاده از روش پرینت سه‌بعدی، قلبی مصنوعی ساخته‌اند که نسبت به نمونه‌های مشابه خود برتری‌هایی قابل‌توجه دارد.

این قلب با استفاده از پرینتر سه‌بعدی که اجازه استفاده از مواد زیست سازگار و انعطاف‌پذیر را در ساختار جداره داخلی قلب می‌دهد، ساخته شده است. با این روش، اندام پرینت شده، یک قطعه واحد محسوب شده و نگرانی‌ها را از نظر تفاوت ساز و کار متفاوت بخش‌های داخلی (به‌جز محل ورود و خروج خون) از بین می‌برد. قلب ساخته‌شده توسط این گروه توانسته در آزمونهای مختلف، مایعی خون مانند را با فشار طبیعی بدن، پمپ کند.

البته باید گفت با توجه به موادی که برای ساخت به کار رفته، این قلب تنها برای چند صد ضربان قلب (با توجه به نرخ ضربان قلب در حدود نیم ساعت) قابل استفاده است، اما مطالعات برای یافتن مواد و طرحی مناسب که بتواند مدت زمان طولانی‌تری دوام بیاورد،کماکان ادامه دارد.

منبع:کلیک و...

    نظرات

    احراز هویت آسان می شود
    نوآوری
    احراز هویت آسان می شود
    یک شرکت حوزه خدمات پرداخت الکترونیک مشغول ساخت پلت‌فرمی است که مشتریان می توانند با استفاده از آن هویت خود را احراز کرده و از خدمات بانک بهره گیرند.
      2017-10-21 08:37:25
    مرگ هسته ای ؟
    شخصیت ها
    مرگ هسته ای ؟
    وقتی صحبت از این می‌شود که از بین «دنیس ریچی»، «بیل گیتس» یا «استیو جابز» کدام یک بزرگ‌ترین است، منظور فقط اختراعات و ابداعات آن‌ها نیست.
      2017-10-20 16:39:00
    نسل جدید ربات های مجهز به فناوری یادگیری ماشینی، پدرش را شناخت
    فناوریهای برتر
    نسل جدید ربات های مجهز به فناوری یادگیری ماشینی، پدرش را شناخت
    هوش مصنوعی AutoML که توسط گوگل طراحی شده و مجهز به فناوری یادگیری ماشینی است به تازگی توانست کدهایی را طراحی کند که عملکرد بهتری نسبت به کدهای نوشته شده از سوی طراحان این ربات نرم‌افزاری دارد!
      2017-10-19 15:26:00
    گشت وگذار در آسمان با گوگل مپ
    تازه های فناوری
    گشت وگذار در آسمان با گوگل مپ
    گوگل مدت هاست آرشیو تصاویر اختصاصی خود از سیاراتی مثل مریخ و کره ماه را به کاربرانش ارائه می کند، اما هیچ کدام از آن ها تا امروز به طور مستقیم از گوگل مپس قابل دسترسی نبودند.
      2017-10-18 15:27:00
    نوع جدید از حمله Rowhammer ،همه روش های پیشگیری شرکت‌های تولید کننده سخت افزار را دور می زند
    تازه های فناوری
    نوع جدید از حمله Rowhammer ،همه روش های پیشگیری شرکت‌های تولید کننده سخت افزار را دور می زند
    طبق تحقیقات انجام شده توسط محققان حمله Rowhammer حدود 44.4 تا 137.8 ساعت زمان نیاز دارد. با این وجود انجام شدن این حمله روی سرورها و فراهم کننده‌های سرویس‌های ابری کاملا امکان پذیر است.
      2017-10-14 10:31:00