محققان در دانشگاه رایس به منظور تولید اشکال پیچیده با استفاده از تکنولوژی پرینتر سه بعدی، از شکر به جای پلیمرها یا فلزات استفاده کرده اند. استفاده از این ماده برای پرینت سه بعدی می تواند تأثیر خاصی در بخش پزشکی و شناخت سلول ها بگذارد. این تیم از شکر برای ساخت شبکه های پیچیده رگ های خونی استفاده کرده اند. محققان امیدوارند با استفاده از این تکنیک پرینت سه بعدی و تقلید از شبکه های عروقی، اکسیژن و مواد مغذی را برای چندین سلول فراهم کرده و از این طریق مراقبت طولانی مدت از بیمار را ارائه دهند.
پرینت سه بعدی رگ های خونی با استفاده از شکر
محققان دانشگاه رایس چندین سال مشغول مطالعه رگ های خونی و مهندسی بافت بوده اند. یکی از بزرگترین چالش ها طراحی یک بافت بزرگ این است که بافت بتواند صدها میلیون سلول زنده را در خود جای دهد. یک دانشجوی مهندسی زیستی در دانشگاه رایس به نام Ian Kinstlinger توضیح داد: “تأمین اکسیژن و مواد مغذی کافی برای تمام سلول ها در این حجم بزرگ از بافت یک چالش مهم است.”
بدن انسان دارای عروق شاخه ای است که مانند شاخه های یک درخت نازک تر و باریک تر می شوند اما تعدادشان بسیار بیشتر می شود. این شاخه زدن به اکسیژن و مواد مغذی اجازه می دهد تا به سلول های بدن منتقل شوند. محققان برای شبیه سازی این مکانیزم به تکنولوژی پرینت سه بعدی روی آورده اند.
پرینت سه بعدی رگ های خونی با استفاده از فناوری پرینت سه بعدی SLS
این گروه ابتدا فرایند تزریق شکر مذاب را مورد بررسی قرار دادند اما دریافتند که این ماده نمی تواند جزئیات و پیچیدگی کافی را ایجاد کند. بنابراین آنها در آزمایشگاه Jordan Miller، استادیار مهندسی زیست در دانشگاه رایس و یکی از محققان این پروژه، از تکنولوژی پرینتر سه بعدی SLS با یک برش لیزر اصلاح شده استفاده کردند. این فناوری برای آنها امکان پرینت سه بعدی مدل های قندی که بر روی آن بتوان انواع ترکیب سلول ها و مواد اطرافشان را ساخت فراهم آورد.
آرایه های شکر پرینت سه بعدی شده پس از بارگذاری با اکسیژن و مواد مغذی پمپ می شوند. رگ ها قادرند سلول ها را به مدت دو هفته تغذیه کنند. محققان برای انجام این آزمایش از سلول های موجود در کبد استفاده کردند.
Ian Kinstlingerدر مورد علت استفاده از شکر اینگونه توضیح داد که شکر خشک ماندگاری بالایی دارد و می تواند بدون آسیب رساندن به سلول های همسایه به سرعت در آب حل شود که باعث می شود برای پرینت سه بعدی مدل های رگ خونی جالب باشد. چندین نوع قند برای دستیابی به ماده پرینت سه بعدی نهایی با هم مخلوط شدند. پس از تزریق این بخش با ژل مایع، شکر حل شده و تخلیه می گردد تا مجاری برای مواد مغذی و اکسیژن باقی بماند. Ian Kinstlinger نتیجه گیری کرد: “مهمترین مزیت این روش سرعتی است که می توانیم هر ساختار بافت را تولید کنیم. ما می توانیم بزرگترین مدل های بافتی را در کمتر از پنج دقیقه ایجاد کنیم. “
محققان همچنین گزارش داده اند که برای تولید آرایه های بزرگ و بسیار پیچیده و اطمینان از پرینت سه بعدی صحیح با استفاده از این تکنیک جدید، الگوریتم سفارشی ایجاد کرده اند.
منبع: https://www.3dnatives.com//
در صورت تمایل میتوانید فایل PDF این مقاله را در قسمت زیر دانلود و با ذکر منبع مورد استفاده قرار دهید.
ثبت ديدگاه