چسباندن بافت‌ها بدون بخیه با کمک فناوری چاپ سه بُعدی

به گزارش ایسنا، در آینده نزدیک، شکل جدیدی از مواد که مانند بانداژ عمل می‌کنند، می‌توانند قلب‌های آسیب‌دیده یا سایر قسمت‌های بدن را با ادغام شدن با بافت موجود، ترمیم کنند.

به نقل از آی‌ای، محققان روش جدیدی را برای چاپ سه بعدی موادی ایجاد کرده‌اند که قدرت و انعطاف پذیری بافت انسانی را شبیه‌سازی می‌کنند.

دانشگاه کلرادو بولدر با دانشگاه پنسیلوانیا برای توسعه این روش چاپ سه بعدی جدید به نام درمان پیوسته پس از نوردهی به کمک شروع ردوکس(CLEAR) همکاری کرد.

در این رویکرد، موادی با ترکیبی منحصر به فرد از ویژگی‌ها از جمله انعطاف‌پذیری برای تحمل ضربان ثابت قلب، مقاومت در برابر فشار مفاصل، و سازگاری با نیازهای خاص بیمار به دست می‌آید. این گروه امیدوارند که این روش آنها باعث ایجاد مواد زیستی پیشرفته مانند بانداژ قلب حامل دارو، تکه‌های غضروفی و ‌بخیه‌های بدون سوزن شود.

جیسون بوردیک(Jason Burdick)، نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید: بافت‌های قلب و غضروف از این نظر مشابه هستند و آن این است که ظرفیت بسیار محدودی برای ترمیم خود دارند. وقتی چنین بافت‌هایی آسیب ببینند، دیگر راه برگشتی وجود ندارد. با توسعه مواد جدید و انعطاف‌پذیرتر برای بهبود فرآیند ترمیم، می‌توانیم تأثیر زیادی بر چنین بیمارانی داشته باشیم.

مواد فوق‌العاده قوی تولید شده است

چاپگرهای سه بعدی، اشیاء را لایه به لایه با استفاده از مواد مختلف از جمله سلول‌های زنده می‌سازند. اگرچه هیدروژل‌ها برای ساخت بافت‌های مصنوعی گزینه‌های محبوبی به شمار می‌روند ولی هیدروژل‌های استاندارد چاپ سه‌بعدی گاهی اوقات فاقد استحکام و انعطاف‌پذیری لازم برای کاربردهای پزشکی هستند.

بوردیک می‌گوید: تصور کنید که یک پلاستیک سفت و سخت به قلب خود چسبانده باشید. در حالی که قلب شما می‌تپد این پلاستیک تغییر شکل نمی‌دهد و تنها می‌شکند.

با این حال، این فرآیند سه‌بعدی جدید، مواد محکم و انعطاف‌پذیری تولید می‌کند که می‌توانند به بافت مرطوب بچسبد. این چسب با در هم تنیدگی مولکول‌های بلند در مواد چاپ سه بعدی شده کار می‌کند. این ایده از درهم تنیدگی پیچیده‌ای که در کرم‌ها یافت می‌شود، به وجود آمد.

این مواد تازه، تحت آزمایش کشش و تحمل وزن شدید قرار گرفتند. حتی در یک روش نسبتا غیرعادی یک دوچرخه روی نمونه حرکت کرد.

آنها دریافتند که این مواد فوق العاده سخت‌تر از موادی هستند که با استفاده از فرآیند چاپ سه بعدی استاندارد ایجاد می‌شوند. به طرز چشمگیری، این مواد همچنین سازگاری و چسبندگی به بافت‌ها و اندام‌های حیوانی را نشان دادند.

ما اکنون می‌توانیم این مواد چسبی را چاپ سه بعدی کنیم که به اندازه کافی قوی هستند تا بافت را به صورت مکانیکی پشتیبانی کنند. مت دیویدسون (Matt Davidson)، نویسنده اول و یکی از همکاران پژوهشی در آزمایشگاه بوردیک، می‌گوید: ما پیش از این هرگز نتوانسته بودیم چنین کاری انجام دهیم.

این فرآیند انرژی‌-دوست است

بوردیک و گروهش، آینده‌ای را متصور هستند که در آن می‌توان از این مواد برای ترمیم نقایص قلبی، تجویز داروهای التیام‌دهنده بافت به طور مستقیم روی اندام‌ها، تثبیت مشکلات دیسک‌ها و بستن ناحیه جراحی بدون بخیه استفاده کرد.

علاوه بر این، این رویکرد سازگار با محیط زیست است زیرا مرحله سخت شدن انرژی بری که معمولا در پرینت سه بعدی مورد نیاز است را دور می‌زند.

این گروه یک پتنت اولیه را ثبت کرده‌اند و به زودی تحقیقات بیشتری را برای بررسی پاسخ بافت به این مواد انجام خواهند داد.

این یافته‌ها در مجله Science گزارش شده است.