زیست‌چاپگر سه‌بعدی که رکورد چاپ بافت‌های زنده را شکست

تاریخ : ۰۶ شهریور ۱۴۰۰

تعداد بازدید : ۹۸۷

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

مهندسان حوزه فناوری‌نانو یک چاپگر زیستی سه بعدی با توان بالا ایجاد کرده‌اند که با سرعت بی‌سابقه‌ای ساختارهای مورد نظر را چاپ می کند و می‌تواند کاربردهای وسیعی در توسعه دارو داشته و تولید داروهای جدید را تسریع کند.

گروهی از محققان دانشگاه کالیفرنیا (UC) سن دیگو ، یک چاپگر زیستی سه بعدی طراحی کرده اند که می تواند آرایه‌ای از 96 نمونه بافت زنده انسان را در مدت 30 دقیقه تولید کند. به گفته پروفسو شائوشن چن، این تولید سریع نمونه‌ها می تواند غربالگری دارویی و مدل‌سازی بیماری‌ها را تسریع کند.

 

شانگتین یو، نویسنده اول مقاله مربوط به این پروژه، می گوید: «آنچه ما در اینجا توسعه می‌دهیم سیستم‌های پیچیده کشت سلولی سه بعدی است که شباهت زیادی به بافت‌های واقعی انسان دارد و امیدواریم بتواند میزان موفقیت توسعه دارو را بهبود بخشد.»

 

به گفته توسعه دهندگان، این فناوری با سایر روش های چاپ زیستی سه بعدی نه تنها از نظر وضوح، بلکه سرعت نیز رقابت می کند. چاپ یکی از این نمونه های بافتی با فناوری چن تقریباً 10 ثانیه طول می کشد، در حالی که چاپ همان نمونه با روش‌های سنتی ساعت‌ها زمان نیاز دارد. علاوه بر این، این روش می تواند به طور خودکار نمونه‌ها را مستقیماً در صفحات بستر صنعتی چاپ کند، بدین معنی که دیگر نیازی نیست نمونه‌ها به صورت دستی از صفحه سکوی چاپ به صفحات  بستر برای غربالگری منتقل شوند.

 

علاوه بر این، بافت‌هایی که چاپگر زیستی چن تولید می‌کند دارای ساختارهای بسیار سازمان یافته‌ای هستند، بنابراین می‌توان آنها را به راحتی برای غربالگری در مقیاس صنعتی استفاده کرد. چن می‌گوید: «با ارگانوئیدها، شما انواع مختلفی از سلول‌ها را مخلوط کرده و به آنها اجازه می دهید تا خود را سازماندهی کرده و یک ساختار سه بعدی ایجاد کنند که به خوبی کنترل نمی‌شود و می تواند از آزمایشی به آزمایش دیگر متفاوت باشد. بنابراین، آنها برای یک ویژگی، ساختار و عملکرد مشابه قابل تکرار نیستند. اما با رویکرد چاپ زیستی سه بعدی، می توانیم نوع سلول ها را به صورت دقیق در محل مورد نظر چاپ کرد.»

 

محققان برای چاپ نمونه‌های بافتی خود ابتدا مدل‌های سه بعدی ساختارهای زیستی را بر روی کامپیوتر طراحی کردند. این طرح ها می‌توانند از اسکن‌های پزشکی گرفته شوند تا بتوانند برای بافت های بیمار شخصی سازی شوند. سپس کامپیوتر مدل را به صورت عکس های دو بعدی برش می‌دهد و آنها را به میلیون ها آینه با اندازه میکروسکوپی منتقل می کند. هر آینه به صورت دیجیتالی کنترل می شود تا الگوهای نور بنفش را در قالب این عکس های فوری نشان دهد.

 

الگوهای نوری بر روی محلول حاوی محیط کشت سلول زنده و پلیمرهای حساس به نور تابیده می شوند تا در معرض نور سفت شوند. این ساختار به سرعت در یک لایه چاپ می شود و یک داربست پلیمری جامد سه بعدی ایجاد می کند که سلولهای زنده را در بر می گیرد و رشد کرده و به بافت زیستی تبدیل می شود. از آنجایی که آرایه میکروآینه با کنترل دیجیتالی کل الگوهای دو بعدی (2 بعدی) را روی لایه زیر لایه چاپ می کند، ساختارهای سه بعدی را بسیار سریع‌تر از سایر روش های چاپ تولید می کند.

 

نتایج این مطالعه در نشریه Biofabrication منتشر شده است.

منبع : https://www.drugtargetreview.com/news/95788/record-breaking-3d-bioprinter-could-speed-up-drug-development/

نظر شما