چاپ دریچه قلب قابل رشد

تیمی از محققان اخیرا اعلام کردند که چاپ دریچه قلب قابل رشد را با پرینتر های سه بعدی زیستی توسعه داده اند.

این بخش‌های جدید اندام مصنوعی طراحی شده‌اند تا به سلول‌های خود بیمار امکان تشکیل سلول‌های جدید را بدهند و در نتیجه با بقیه بدن بیمار رشد کنند و به طور بالقوه به کاهش بسیاری از عوارض مرتبط با پیوند کمک کنند.

همانطور که می دانید، استفاده از پرینتر های سه بعدی در بخش پزشکی رشد چشم گیری داشته است، زیرا دانشمندان و پزشکان را قادر می سازد تا احتمالاتی را کشف کنند که تا چند سال پیش کاملاً غیرقابل تصور بود.

با این حال، اگرچه چاپ سه بعدی قبلاً با موفقیت در زمینه هایی مانند ساخت پروتزها استفاده شده است، اما در زمینه های دیگر مانند طب داخلی، به ویژه مفهوم چاپ زیستی، هنوز در حال بررسی است، اما این تحقیق نشان دهنده گامی رو به جلو در این زمینه است.

ایده ی چاپ دریچه قلب قابل رشد

تیمی از محققان از جمله پترا ملا، استاد بیومتریال و ایمپلنت در  دانشگاه فنی مونیخ (TUM) و پروفسور النا دی خوان پاردو از دانشگاه استرالیای غربی، روی ایده چاپ دریچه قلب قابل رشد توسط پرینتر سه بعدی کار کرده اند.

دکتر پترا ملا، استاد بیومتریال و ایمپلنت در  دانشگاه فنی مونیخ (TUM)

دریچه هایی که به دلیل توانایی در تشکیل بافت جدید می توانند به عنوان ایمپلنت های ماندگاردر داخل بدن استفاده شوند.

با استفاده از فناوری چاپ سه بدی در ترکیب با مواد ویژه و زیست تخریب پذیر ، متخصصان توانستند ایمپلنت هایی ایجاد کنند که پیچیدگی های منحصر به فرد یک اندام انسان را کپی می کند.

با توجه به اینکه تنها در آمریکا سالانه 18.200 تعویض دریچه قلب انجام می شود، این تحقیق می تواند به نجات جان تعدادی از افراد کمک کند.

بدون عوارض جانبی و محدودیت

اگرچه انواع دیگری از کاشت دریچه قلب ممکن است از قبل وجود داشته باشد، استفاده از آنها همیشه با عوارض مختلفی همراه است. به عنوان مثال دریچه های مکانیکی تمایل به تشکیل لخته خون روی سطوح فلزی دارند که ممکن است منجر به عوارض جدی شود.

علاوه بر آن، بیماران همچنین به استفاده مادام‌العمر از داروهای رقیق‌کننده خون و همچنین محدودیت‌هایی در فعالیت بدنی دچار می‌شوند.

عیب دیگر این است که این درچه های قلب سنتی نمی توانند رشد کنند و در نهایت نیاز به تعویض دارند، همانطور که پترا ملا توضیح می دهد.”هدف ما مهندسی دریچه های قلب الهام گرفته شده زیستی است که از تشکیل بافت عملکردی جدید در بیماران پشتیبانی می کند.

تمامی بیماران از جمله کودکان از چنین راه حلی سود می برند، زیرا دریچه های فعلی قلب با بیمار رشد نمی کنند و باید طی سال ها در چندین جراحی جایگزین شوند.

دریچه‌های قلب ما، در مقابل، پیچیدگی دریچه‌های قلب بومی را تقلید می‌کنند و طوری طراحی شده‌اند که اجازه می‌دهند سلول‌های خود بیمار به داربست نفوذ کنند.

استفاده از فناوری ویژه برای دریچه‌های قلب چاپ شده سه بعدی

محققان برای اینکه بتوانند ساختارهای بیولوژیکی ظریف اندام انسان را تقلید کنند، به یک فناوری کاملاً جدید تولید مواد افزودنی به نام named melt electrowriting یا الکترونویسی مذاب روی آوردند.

اساساً، این یک فرآیند اکستروژن است که در آن یک پلیمر گرم می‌شود، ذوب می‌شود و به عنوان یک جت مایع از سر نازل چاپ خارج می‌شود. با این حال، چیزی که این فرآیند را خاص می‌کند، استفاده از یک میدان الکتریکی با ولتاژ بالا است. که روی جت اعمال می‌شود و فیبر حاصل را بین پنج تا پنجاه میکرومتر نازک می‌کند و به دستگاه اجازه می‌دهد تا با جزئیات بسیار زیاد چاپ کند و الگوهای بسیار دقیقی تولید کند.

چاپ دریچه قلب قابل رشد را با پرینتر های سه بعدی زیستی

برای اطمینان از اینکه بهترین ماده برای ایمپلنت استفاده می شود، تیم از پلی کاپرولاکتون (PCL) درجه پزشکی برای چاپ دریچه قلب قابل رشد استفاده کرد که با سلول ها سازگار است و زیست تخریب پذیر است.

همانطور که قبلا ذکر شد، هدف درازمدت ایجاد ایمپلنت برای کودکان است که بتواند در داخل بدن بماند و با بیمار رشد کند. امید این است که پس از مدتی، سلول ها در فضاهای ریز منافذ که کوچکتر از منافذ ساختار PCL هستند، مستقر شوند.

اگرچه هنوز راه درازی در پیش است، اما تیم مطمئن است که برای کسانی که از بیماری‌های دریچه قلب رنج می‌برند پیشرفت بزرگی خواهد بود و به زودی به سمت آزمایش روی حیوانات خواهند رفت تا تولید دریچه قلب قابل رشد توسط پرینتر سه بعدی برای عام بیماران قلبی محقق شود.