ساخت اجزای پوست با چاپ زیستی سه بعدی

محققان دانشگاه پن استیت در ایالات متحده آمریکا در طول یک عمل جراحی، با موفقیت از چاپ زیستی سه بعدی برای افزودن لایه‌هایی از پوست به جراحات برای کمک به بهبودی و ترمیم پوست استفاده کردند.

به گزارش تکناک، این شاهکار در یک نمونه حیوانی به دست آمد اما در صورت استفاده در انسان نیز می‌تواند بسیار مفید باشد.

ابراهیم تی اوزبولات که این تحقیق را رهبری می‌کند، گفت: جراحی ترمیمی برای اصلاح ضربه به صورت یا سر که ناشی از آسیب یا بیماری هستند، معمولاً کامل نیست و منجر به زخم یا ریزش موی دائمی می‌شود. این مسئله اغلب منجر به ناراحتی بیماران می‌شود.

چاپ زیستی سه بعدی فناوری نسبتا جدیدی است که به سلول‌های زنده اجازه می‌دهد تا بافت‌ها و اندام‌ها را با چاپ و جوهر مناسب ایجاد کنند. کاربردهای این فناوری متنوع است. اگرچه امروزه از این فناوری در آزمایش‌ها استفاده می‌شود، اما تحقیقات در ایالت پن نشان می‌دهد که این فناوری به سرعت در حال نزدیک شدن به بلوغ است.

گروه تحقیقاتی با بافت چربی شروع کردند زیرا یک جزء مهم ماتریکس خارج سلولی است. ماتریکس خارج سلولی به معنای پروتئین‌ها و مولکول‌های خارج از سلول است که مسئول ایجاد ساختار و ثبات بافت هستند. این اولین جزء جوهر مورد استفاده برای چاپ پوست بود.

محققان سلول‌های بنیادی را نیز از این بافت چربی تهیه کردند. سلول‌های بنیادی که قادر به توسعه به انواع سلول‌های مختلف بر اساس شرایط محیطی هستند، دومین جزء جوهر زیستی مورد استفاده در این فرآیند بودند.

سومین و آخرین جزء جوهر یک محلول لخته کننده بود که نقش آن کمک به اتصال اجزا به یکدیگر برای تشکیل بافت در محل آسیب دیده بود.

اولین بار در جهان

تلاش‌های قبلی برای چاپ زیستی سه‌بعدی پوست شامل چاپ لایه‌های نازک پوست بود. محققان با چاپ چندین لایه پوست و انجام این کار در حین جراحی، گام بزرگی برداشتند.

با استفاده از سه جزء جوهر زیستی، محققان ابتدا پایین‌ترین لایه پوست یا هیپودرم را که از بافت همبند و چربی تشکیل شده است، چاپ کردند. اوزبولات در بیانیه‌ مطبوعاتی گفت: ما مستقیماً در محل آسیب با هدف تشکیل هیپودرم چاپ پوست را انجام دادیم که به بهبود زخم، تولید فولیکول‌های مو، تنظیم دما و موارد دیگر کمک می‌کند.

همچنین محققان می‌توانند لایه درم را که بالای هیپودرم قرار دارد، چاپ کنند. بالاترین لایه به نام اپیدرم که قسمت قابل مشاهده پوست است، نیازی به چاپ زیستی سه بعدی نداشت و خود به خود در عرض دو هفته تشکیل شد.

محققان به این نتیجه رسیدند که هیپودرم که رشد کمی داشت، همان فولیکول‌های مو در مراحل اولیه هستند و سلول‌های چربی در تنظیم و نگهداری آنها نقش دارند. تحقیقات بیشتر می‌تواند به رشد مجدد مو در محل‌های آسیب‌دیده و بهبود یک شباهت طبیعی پس از جراحی ترمیمی کمک کند.

اوزبولات افزود: با توانایی چاپ زیستی کاملاً خودکار و مواد سازگار در درجه بالینی، این فناوری ممکن است تأثیر قابل‌توجهی بر پوست بازسازی‌شده دقیق داشته باشد.

یافته های تحقیق در مجله Bioactive Materials منتشر شد.