تولید سلول‌های قلب با پرینتر سه‌بعدی توسط محققان دانشگاه سنگاپور

تولید سلول‌های قلب با پرینتر سه‌بعدی توسط محققان دانشگاه سنگاپور

733 403 نوفن حامی البرز

تولید سلول‌های قلب با پرینتر سه‌بعدی

 

محققان دانشگاه فنی و طراحی سنگاپور با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی و سلول‌های بنیادی راهکاری جدید ابداع کردند که امکان تولید سلول‌های قلب را با دقت بالا در اختیار می‌گذارد.

محققان با استفاده از این فناوری توانستند فرایند تولید سلول‌های کاردیو میوسیت را که در قلب وجود دارند، با دقت بالایی اجرا کنند.

تمام انسان‌ها از یک سلول پدید می‌آیند و این سلول‌ها در نتیجه تقسیم سلولی، جنین را تشکیل می‌دهند. در مراحل بعدی هر گروه از سلول‌های جنین بسته به نقشی که در آینده به عهده خواهند گرفت، تقسیم شده و بافت‌ها و اندام‌های مختلف را شکل می‌دهند.

در بازتولید بافت‌ها، کنترل فرآیند تبدیل سلول‌های بنیادی به سلول‌های بالغ تشکیل‌دهنده بافت‌ها، به ویژه سلول‌های دارای قابلیت خاص مانند سلول‌های قلب و مغز، امری حیاتی است.

به عنوان راهکار جایگزین محققان مجموعه‌ای از سلول‌های بنیادی برانگیخته را در مجموعه‌های سه‌بعدی شکل می‌دهند که به آن‌ها اندام‌های جنینی گفته می‌شود. کارکرد این اندام‌ها شبیه به جنین است و امکان شکل‌گیری اندام‌های مختلف در اثر تعامل سلول‌ها با یکدیگر را فراهم می‌کنند.

یکی از روش‌های انجام این کار، تحریک شیمیایی سلول‌های بنیادی است که برای ساخت یک نوع سلول بالغ، بسیار مقرون به صرفه است؛ اما فاقد قابلیت بازسازی ارگانیسم‌های پیچیده زنده است که در آن‌ها انواع مختلفی از سلول‌ها همزیستی دارند.

در تولید این اندام‌ها پارامترهایی مانند تعداد سلول‌ها، اندازه آن‌ها و شکل اندام جنینی، نوع سلول‌های بالغ شکل‌گرفته را تحت تاثیر قرار می‌دهد. اکنون محققان با استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی و تولید افزایشی ساختارهای سلولی توانستند این مشکل را حل کنند و به همین دلیل امکان تولید سلول‌های قلب با دقت بالایی در اختیار قرار می‌گیرد.

محققان ماده ای ساخته اند که نانو ذرات مغناطیسی در خود دارد و به رشد دوباره استخوان کمک می کند.

چندماه قبل خبری درباره یک ماده قابل ایمپلنت منتشر شد که با کمک الکتریسیته سلول‌های استخوان را تحریک و به تکثیر آنها کمک می‌کند. اکنون محققان یک ماده مشابه ساخته‌اند که با استفاده از مغناطیس به رشد استخوان منجر می‌شود.

در حال حاضر مواد مختلفی تحت آزمایش هستند که میکروساختارهای قالبی سه بعدی دارند و ساختار استخوان طبیعی را تحریک می‌کنند. پس از آنکه چنین ماده‌ای در محل زخم در استخوان ایمپلنت شد، سلول‌های بافت استخوان به تدریج به آن مهاجرت می‌کنند. این سلول‌ها با گذر زمان تکثیر می‌شوند و همزمان قالب نیز از بین می‌رود. به تدریج آنچه باقی می‌ماند استخوانی است که در مکان ایمپلنت با شکل مورد نظر رشد کرده است.

یکی از چالش‌های این فناوری شامل وادار کردن سلول‌های استخوان به مهاجرت و تکثیر سریع است. هرچند مواد شیمیایی تحریک کننده رشد استخوان بیشتر اوقات به مواد مذکور افزوده می‌شوند، اما محققان دانشگاه کانکتیکت روش دیگری برای قالب گیری استفاده کردند. در این روش در واکنش به پالس های اولتراساوند از یک منبع خارجی، میدان الکتریکی ضعیفی ایجاد می‌شود. این میدان به نوبه خود به تکثیر سلول‌های استخوان منجر می‌شود.

خوزه لوییس ویلاس ویلا محقق ارشد این پژوهش می‌گوید: با ایجاد میدان مغناطیسی، رات نانو واکنش نشان می‌دهند و مرتعش می‌شوند و در نتیجه ساختار تغییر شکل می‌دهد، کشیده می‌شود و فشار مکانیکی به سلول‌ها وارد می‌کند.

هرچند اخیراً، تیمی در دانشگاه دولتی باسک در اسپانیا ماده‌ای ساخته‌اند که نانوذرات مغناطیسی در خود دارد. این ذرات نانو در یک قالب ۳ بعدی از پروتئینی به نام فیبروئین پراکنده شده‌اند. فیبروئین یک پروتئین مشتق شده از ابریشم زیست سازگار است.

در آزمایش‌های انجام شده ایجاد فشار فرایند تکثیر سلول‌های استخوان را زودتر از حد تعیین شده تحریک کرد.

در حقیقت این فناوری را می‌توان برای رشد دوباره استخوان استفاده کرد.

 

منبع: ایرنا