تیمی از محققان در مؤسسه سلطنتی فناوری ملبورن (دانشگاه RMIT) با همکاری پزشکان بیمارستانSt Vincent، یک روش ابتکاری برای پرینت سه بعدی زیستی ایمپلنت های پزشکی توسعه داده اند. آنها به جای طراحی داربست هایی که سلول ها روی آنها تکثیر می شوند، قالب هایی را پرینت سه بعدی کرده اند که دارای حفره هایی جهت تزریق مواد زیست سازگار می باشند. هنگامی که قالب در آب حل می شود، تنها یک داربست زیستی باقی می ماند. این تکنیک کهNegative Embodied Sacrificial Template 3D  (NEST3D) نام گرفته است، باید با طیف گسترده ای از مواد سازگار باشد و امکان ایجاد ساختارهای میکروسکوپی را فراهم کند.

ساخت ایمپلنت های پزشکی با استفاده از روش جدید پرینت سه بعدی NEST3D

استفاده از تکنولوژی پرینت سه بعدی زیستی در مهندسی بافت روز به روز در حال افزایش است زیرا امکان طراحی دستگاه هایی را فراهم می کند که باعث بازسازی استخوان ها یا عضلات می شوند. به طور کلی روند کار به این شکل است که داربست های پرینت سه بعدی شده در بدن بیمار کاشته می شوند تا سلول ها را به تکثیر تشویق کرده و در نتیجه زخم هایی که در دسته حاد قرار می گیرند ترمیم شوند. یکی از موانعی که امروزه وجود دارد، اندازه این ساختارها و پیچیدگی آنهاست. استفاده از داربست هایی در اندازه میکرون همچنان پیچیده است.

این تیم تحقیقاتی تصمیم گرفتند یک قالب با حفره هایی دارای الگو های پیچیده چاپ سه بعدی کنند. سپس آنها توانستند مواد زیست سازگار را درون این سوراخ ها تزریق کنند که یک داربست را برای هر سلول شکل می دهد. این محققان توضیح داده اند که از یک چسب PVA برای ساخت قالب استفاده کرده اند و مواد زیست سازگار را درون آن تزریق کرده اند. پس از سخت شدن، این قالب در آب غوطه ور می شود که سبب حل شدن کامل چسب می گردد و در نهایت تنها چیزی که باقی می ماند یک داربست با شکلی پیچیده و اندازه ای به کوچکی ناخن دست است.

طراحی ایمپلنت ها با استفاده از پرینت سه بعدی زیستی و قالب گیری تزریقی

Stephanie Doyle یکی از محققان این پژوهش گفت: “مزیت روش پیشرفته قالب گیری تزریقی ما تطبیق پذیری آن است. ما می توانیم بدون نیاز به بهینه سازی دقیق یا تجهیزات تخصصی، ده ها داربست زیستی آزمایشی را در طیف وسیعی از مواد شامل پلیمرهای قابل تجزیه زیستی، هیدروژل ها، سیلیکون ها و سرامیک ها تولید کنیم. ما می توانیم ساختارهای سه بعدی با عرض ۲۰۰ میکرون تولید کنیم، به اندازه ۴ تار موی انسان، که دارای پیچیدگی هایی باشند که با نمونه های قابل تولید با تکنیک های ساخت مبتنی بر نور قابل رقابت است. “

این روش می تواند مقرون به صرفه تر، آسان تر و مقیاس پذیر باشد زیرا ساخت آن با استفاده از هر پرینتر سه بعدی FDM موجود در بازار امکان پذیر است. در هنگام طراحی داربست ها با استفاده از فناوری پرینت سه بعدی زیستی، اندازه نازل دستگاه بسیار اهمیت دارد. اندازه نازل باید برای تزریق جوهر به اندازه کافی بزرگ باشد. این امر به طور حتم بر اندازه نهایی قطعه تأثیر می گذارد. با این حال، با چاپ سه بعدی قالب می توان ساختار های بسیار نازک تری را تولید کرد.

نتیجه آزمایشات محققان نشان داد که این داربست های پرینت سه بعدی شده ایمن و غیر سمی هستند. آنها امیدوارند که با آزمایش طرح ها و قابلیت های مختلف، بازسازی سلول ها را تسریع کنند. در هر صورت، این اولین قدم برای پزشکانی است که به دنبال راه حل قابل دسترسی تری هستند. پروفسور Claudia Di Bella، جراح ارتوپدی در بیمارستانSt Vincent  در اینباره گفت: “یک مشکل شایع که پزشکان با آن روبرو هستند، عدم توانایی دسترسی به راه حل های آزمایشی برای مشکلاتی است که روزانه با آن روبرو هستند. در حالی که یک پزشک بالینی بهترین متخصص برای تشخیص یک بیماری و فکر کردن در مورد راه حل های بالقوه است، مهندسان پزشکی می توانند این ایده را به واقعیت تبدیل کنند. “

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.

pdf روش جدید پرینت سه بعدی زیستی ایمپلنت