ويتطلع الباحثون في جامعة هارفارد الآن إلى التركيز على أنسجة وظيفية أكثر واقعية لفحص الأدوية واختبار فعاليتها وسلامتها. "هذا هو المجال الذي سيكون فيه التأثير المحتمل للتكنولوجيا فوريًا"
تعتمد الصحة ونوعية الحياة اليوم كثيرًا على العلم، ولكن مع ذلك لا تزال هناك مشكلات لا يستطيع الطب الحديث حلها، خاصة عندما يتعلق الأمر بالإصابات. الآن يظهر اتجاه جديد في مجال هندسة الأنسجة الناشئ، والذي يعتمد على التكنولوجيا التي تم تطويرها بشكل عام لتلبية احتياجات أخرى - الطباعة ثلاثية الأبعاد.
تم تطوير طريقة جديدة لطباعة الأنسجة البيولوجية في معهد ويس للهندسة المستوحاة بيولوجيًا (معهد ويس للهندسة المستوحاة بيولوجيًا) بجامعة هارفارد وكلية الهندسة والعلوم التطبيقية بجامعة هارفارد، حيث تم إنشاء أنسجة معقدة تحتوي على أنواع عديدة من الخلايا وحتى أوعية دموية صغيرة ثلاثية الأبعاد. وفقًا للباحثين، تعد هذه خطوة مهمة نحو الهدف طويل المدى لهندسة الأنسجة: إنشاء أنسجة بشرية واقعية بدرجة كافية لاختبار الأدوية عليها بأمان وفعالية.
وتشكل الطريقة أيضًا خطوة أولية ولكنها مهمة نحو بناء أنسجة بديلة وظيفية للأنسجة المصابة أو المعطلة التي يمكن تصميمها باستخدام التصوير المقطعي، ثم طباعتها بشكل ثلاثي الأبعاد بضغطة زر ليستخدمها الجراح لإصلاح أو استبدال الجزء التالف. منديل.
تقول جينيفر لويس، الباحثة الرئيسية في المقال، وعضو هيئة تدريس كبير في معهد وايز، وشريكها ديفيد كولاسكي، طالب الدكتوراه في كلية العلوم التطبيقية والسياسية، في دراسة: "هذه خطوة أساسية نحو إنشاء أنسجة حية بالطباعة ثلاثية الأبعاد". نُشرت في 18 فبراير في مجلة المواد المتقدمة.
ويحاول الباحثون في مجال هندسة الأنسجة منذ سنوات إنتاج أنسجة تحتوي على أوعية دموية بشرية قوية بما يكفي لتحل محل الأنسجة التالفة. وسبق أن حاول آخرون طباعة أنسجة بشرية، لكنها اقتصرت على طبقات رقيقة من الأنسجة، عندما عانت الخلايا الداخلية من نقص الأكسجين والمواد المغذية، ولا توجد طريقة فعالة لإزالة ثاني أكسيد الكربون والنفايات الأخرى، فتذبل وتتلاشى. موت.
تتغلب الطبيعة على المشكلة من خلال بناء شبكة من الشعيرات الدموية الرفيعة التي تزود الخلية بالأكسجين والمواد المغذية وتتخلص من الفضلات، فقرر الاثنان تقليد هذه الميزة. وكانت لويس وأعضاء فريقها قد سجلوا سابقًا تطورًا في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد عندما تحولوا من المواد البلاستيكية والمعادن، والمواد الخاملة، إلى مواد تسمح للأنسجة بوظيفتها فقط، وليس مجرد أخذ شكل الأنسجة البشرية.
لقد طوروا "الحبر البيولوجي" - وهي مادة تحتوي على المكونات الرئيسية للأنسجة الحية. قام أحد رؤوس الحبر ببناء المصفوفة خارج الخلية، وهي المادة البيولوجية التي تربط الخلايا بالأنسجة. بالإضافة إلى المادة الأولى، كان الحبر الثاني يحتوي أيضًا على خلايا حية.
ولصنع خلايا الدم، احتاجوا إلى تطوير حبر ثالث له خصائص غير عادية: فهو يذوب عندما يبرد، بدلا من أن يذوب عندما يسخن. سمح هذا للعلماء بطباعة شبكة متصلة من الألياف أولاً، ثم صهرها عن طريق تبريد المادة وضخ السائل لإنشاء شبكة من الأنابيب المجوفة - الأوعية الدموية.
ثم طور فريق هارفارد طريقة لاختبار قوة ومتانة هذه الأوعية الدموية. لقد طبعوا أنسجة ثلاثية الأبعاد في مجموعة متنوعة من البنى، وقاموا ببناء أوعية دموية وثلاثة أنواع من الخلايا تشبه بنية وتعقيد الأنسجة الصلبة.
علاوة على ذلك، عندما حقنوا الخلايا البطانية البشرية (الخلايا التي تبطن، من بين أشياء أخرى، جدار خلايا الدم) في شبكة الأوعية الدموية، قامت هذه الخلايا بتجديد شبكة خلايا الدم، مما أبقى الخلايا حية وحتى تنمو داخل الأنسجة. وقال لويس: "من الناحية المثالية، نريد أن يقوم علم الأحياء بأكبر قدر ممكن من العمل".
تريد لويس وفريقها الآن التركيز على أنسجة وظيفية أكثر واقعية لفحص الأدوية واختبار فعاليتها وسلامتها. "هذا هو المجال الذي سيكون فيه التأثير المحتمل للتكنولوجيا فوريا." لا تزال هندسة الأنسجة الكاملة رؤية للمستقبل، وربما واحدة أخرى من تلك التقنيات التي ستجلب التوحد؟
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
