مینی پانکراس ساخته شده به روش چاپ زیستی سه بعدی به مبارزه با دیابت کمک خواهد کرد

20آوریل 2021 -محققان موسسه ی ملی تکنولوژی سوئیس در لوزان(EPFL)، روشی جدید و با دقت بالا برای چاپ سه بعدی اشیاء نرم ابداع کرده اند. این روش پیشگامانه ی چاپ سه بعدی، که توسط محققان آزمایشگاه دستگاه های فوتونیک کاربردی (LAPD) درEPFL   توسعه یافته است، در طیف گسترده ای از زمینه ها، از جمله چاپ زیستی سه بعدی، کاربردهای بالقوه ای دارد و می تواند بافت بیولوژیکی را فقط در عرض 30 ثانیه با دقت و وضوح بی سابقه ای چاپ کند. یک اسپین آف به نامReadily3D ، برای توسعه و بازاریابی این سیستم در فوریه ی سال گذشته راه اندازی شد.فناوری آنها اخیراً برای استفاده در پروژه Enlight با بودجه اتحادیه اروپا انتخاب شد که هدف آن ایجاد یک مدل زنده ی قابل اطمینان از پانکراس برای آزمایش داروهای دیابت است.

ابتدا شما تصویر یک مینی پانکراس را بر روی صفحه ی کامپیوتر می بینید که در حقیقت یک کپی الکترونیکی کوچک از لوزالمعده انسان است. سپس فقط در عرض 30 ثانیه، این مینی پانکراس توسط یک بیوپرینتر پیشرفته، ساخته می شود رگهای خونی و همه ی بخشهای مینی پانکراس از نمونه سلولهای بنیادی انسان چاپ می شوند. این موفقیت شگفت انگیز به لطف فناوری جدید انقلابی است که در آزمایشگاه LAPD ابداع و توسط اسپین آفReadily3D ، توسعه یافته است.

لوزالمعده اندامی حیاتی است که درست در پشت معده قرار دارد. این اندام چندین مسئولیت حیاتی دارد از جمله تولید آنزیم ها و بی کربنات های ضروری برای هضم غذا و ترشح انواع هورمون ها - از جمله انسولین که تنظیم کننده ی سطح قند خون در بدن است. در نتیجه، بیماری پانکراس اغلب منجر به دیابت می شود زیرا سلولهای آسیب دیده دیگر نمی توانند انسولین مورد نیاز بدن را تولید کنند.

بیش از 450 میلیون بزرگسال در سراسر جهان از جمله 60 میلیون نفر در اروپا از دیابت رنج می برند. در سوئیس گزارش شده است که 4.4 درصد از جمعیت در سال 2017 به این بیماری مبتلا بوده اند و همچنان  تعداد بیماران دیابتی در سراسر جهان در حال افزایش است. دیابت دومین علت اصلی قطع عضو (پس از تصادفات) است و خطر حمله قلبی یا سکته را هشت برابر و نارسایی کلیوی (نیاز به دیالیز) را تا 9 برابر افزایش می دهد. دیابت همچنین عامل اصلی نابینایی در بزرگسالان است. روش های بهبود تشخیص و درمان دیابت می توانند مزایای عمده ای را برای سلامت عمومی به همراه داشته باشند.

اولین قدم

تکنیک های معمول چاپ سه بعدی، که به عنوان تولید افزودنی شناخته می شوند، قطعات را لایه به لایه بر روی هم قرار می دهند تا جسم مورد نظر در 3 بعد پرینت شود، اما مشکل این است که ساخت اشیاء نرم با تکنولوژی افزودنی باعث می شود که لایه ها پس از ساخت به سرعت از هم جدا شوند. بهمین دلیل نوعی فناوری چاپ بیولوژیکی جدید درEPFL ، ابداع گردید که از یک ژل بیولوژیکی حاوی سلول های بنیادی بیمار استفاده می کند. سپس لیزر به ژل تابانده می شود تا از طریق پلیمریزاسیون، آن را جامد کند. دانشمندان محل و شدت اشعه لیزر را به دقت کنترل می کنند تا فقط مناطق خاصی از ژل برای تشکیل بافت دلخواه، جامد شود. Paul Delrot، رئیس بخش تکنولوژی درReadily3D ، می گوید: یکی از مزایای اصلی روش ما این است که می تواند در یک بلوک منفرد بافت ایجاد کند، که به ویژه برای چاپ بافت نرم مانند اندام ها بسیار مفید است.

فواید بی شماری برای بافتهایی که به روش چاپ زیستی سه بعدی ساخته می شوند(bioprinted tissue)، وجود دارد. از آنجایی که این بافتها از سلولهای بنیادی خود بیمار ایجاد می شوند، می توانند به صورت سفارشی ساخته شوند و دیگر نیازی به انجام آزمایشات حیوانی ندارند. Damien Loterie، مدیرعاملReadily3D ، می گوید: علاوه بر این، بیماران مجبور نیستند مجموعه ای از داروها را آزمایش كنند، زیرا برخی از آنها ممكن است عوارض جانبی ناخوشایندی داشته باشند.

کریستف موزر، رئیس LAPD می گوید: توسعه سیستمی که بتواند بافت سه بعدی را در مقیاس سانتی متر مکعب چاپ کند و عملکرد پانکراس زنده را به دقت تکرار کند، یک چالش بزرگ است که امیدواریم با این فناوری مرتفع شود. همچنین روزی از این فناوری می توان برای چاپ مجدد انواع دیگر بافتها به عنوان مثال برای توسعه درمان های سرطان، یا در نهایت برای تولید اندام های پیوندی استفاده کرد.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2021-04-bioprinted-mini-pancreas-diabetes.html