نسل جدید چاپگر سهبعدی با قابلیت تولید ساختارهای زنده و بافتهای زیستی بهزودی رونمایی میشود؛ دستاوردی که به گفته متخصصان میتواند فصل تازهای در حوزه زیستفناوری، مهندسی بافت و پزشکی بازساختی در کشور رقم بزند.
بر اساس اعلام اولیه، این چاپگر با عنوان «چاپگر سهبعدی تولید موجودات زنده» معرفی شده و قرار است در یک رویداد علمی و فناورانه با حضور محققان، فعالان حوزه سلامت و شرکتهای دانشبنیان به نمایش گذاشته شود. هرچند جزئیات فنی کامل آن در مراسم رونمایی تشریح خواهد شد، اما آنچه تاکنون عنوان شده نشان میدهد این سامانه بر پایه فناوری «چاپ زیستی» یا همان Bio Printing توسعه یافته است.
چاپ زیستی چیست و چگونه کار میکند؟
چاپ زیستی یکی از شاخههای پیشرفته چاپ سهبعدی است که به جای جوهر یا پلاستیک، از «جوهر زیستی» استفاده میکند. جوهر زیستی ترکیبی از سلولهای زنده، مواد نگهدارنده، فاکتورهای رشد و داربستهای زیستسازگار است که لایهبهلایه روی هم قرار میگیرد تا ساختارهای سهبعدی مشابه بافت طبیعی بدن شکل بگیرد.
در این فرآیند، ابتدا طرح سهبعدی بافت یا اندام مورد نظر با نرمافزارهای طراحی و تصویربرداری پزشکی مانند سیتیاسکن و امآرآی تهیه میشود. سپس چاپگر با دقت میکرونی، سلولها را در کنار هم میچیند. برخلاف چاپگرهای معمولی که تنها شکل ظاهری را بازسازی میکنند، چاپگر زیستی تلاش میکند عملکرد زیستی بافت را نیز حفظ کند؛ به این معنا که سلولها پس از چاپ زنده بمانند، تکثیر شوند و با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.
این فناوری در سالهای اخیر در مراکز تحقیقاتی معتبر جهان برای تولید پوست مصنوعی، غضروف، عروق خونی، بافت قلب و حتی نمونههای اولیه کبد و کلیه مورد آزمایش قرار گرفته و اکنون ورود نمونه بومی آن به مرحله رونمایی، نشاندهنده پیشرفت قابل توجه محققان داخلی در این حوزه است.
ویژگیهای چاپگر جدید چه خواهد بود؟
اگرچه مشخصات فنی دقیق این چاپگر در مراسم رونمایی اعلام میشود، اما بر اساس رویه جهانی چاپگرهای زیستی، انتظار میرود این دستگاه دارای چند ویژگی کلیدی باشد:
- دقت بالا در جایگذاری سلولها: توانایی چاپ با وضوح میکرومتری که برای ایجاد مویرگها و ساختارهای ظریف بافتی ضروری است.
- چند نازله بودن: امکان استفاده همزمان از چند نوع جوهر زیستی برای شبیهسازی بافتهای ترکیبی مانند پوست که از چند لایه سلولی مختلف تشکیل شده است.
- محیط استریل و کنترلشده: محفظه چاپ با کنترل دما، رطوبت و اکسیژن برای زنده ماندن سلولها در حین فرآیند چاپ.
- سازگاری با مواد زیستی متنوع: پشتیبانی از هیدروژلها، کلاژن، آلژینات و سایر داربستهای طبیعی و مصنوعی.
- نرمافزار بومی و رابط کاربری فارسی: تسهیل کار برای پژوهشگران و دانشگاهها.
کارشناسان میگویند بومیسازی این فناوری میتواند هزینههای تحقیقاتی را به شکل چشمگیری کاهش دهد؛ چرا که تاکنون بسیاری از مراکز دانشگاهی و بیمارستانی برای دسترسی به چاپگرهای زیستی وارداتی با محدودیتهای ارزی و تحریمهای فناورانه مواجه بودهاند.
کاربردهای پزشکی و تحقیقاتی
اهمیت چاپگر سهبعدی زیستی تنها به جنبه فناورانه آن محدود نمیشود؛ کاربردهای آن به طور مستقیم با سلامت انسان گره خورده است. از جمله مهمترین حوزههای کاربرد این فناوری میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
۱. مهندسی بافت و ترمیم اندام: تولید داربستهای سلولی برای ترمیم پوست آسیبدیده ناشی از سوختگی، بازسازی غضروف مفصلی و ترمیم استخوان. در آینده، هدف نهایی این فناوری حرکت به سمت تولید اندامهای قابل پیوند است.
۲. تست دارو و کاهش آزمایش حیوانی: با چاپ بافتهای کبدی یا قلبی در مقیاس کوچک، شرکتهای داروسازی میتوانند اثر و سمیت داروهای جدید را بدون نیاز به آزمایش گسترده حیوانی بررسی کنند.
۳. تحقیقات سرطان و بیماریهای خاص: چاپ مدلهای سهبعدی تومور با سلولهای بیمار، به محققان اجازه میدهد رفتار سرطان را در محیطی شبیه بدن انسان مطالعه کرده و درمانهای شخصیسازیشده را آزمایش کنند.
۴. آموزش پزشکی: دانشجویان پزشکی و جراحان میتوانند به جای استفاده از نمونههای مصنوعی پلاستیکی، روی مدلهای بافتی واقعیتر تمرین کنند.
گامی مهم در خودکفایی فناورانه
رونمایی از این چاپگر در شرایطی انجام میشود که حوزه زیستفناوری به عنوان یکی از پیشرانهای اقتصاد دانشبنیان در برنامههای توسعه کشور مورد تأکید قرار گرفته است. دستیابی به دانش طراحی و ساخت چاپگر زیستی، نیازمند ترکیب تخصصهای مهندسی مکانیک، مهندسی پزشکی، زیستشناسی سلولی و علم مواد است و به همین دلیل، تحقق آن نشاندهنده شکلگیری یک زیستبوم همکاری بینرشتهای است.
پیش از این نیز پژوهشگران ایرانی موفق به تولید محدود بافتهای ساده مانند پوست و غضروف در مقیاس آزمایشگاهی شده بودند، اما در اختیار داشتن یک سامانه جامع و صنعتی میتواند این فعالیتهای پراکنده را به یک خط تولید منسجم و قابل تکرار تبدیل کند.
همچنین از منظر اقتصادی، بومیسازی چنین دستگاهی میتواند زمینه صادرات خدمات فناورانه به کشورهای منطقه را فراهم کند؛ بازاری که در سالهای اخیر با رشد سریع تقاضا برای تجهیزات پزشکی پیشرفته همراه بوده است.
چشمانداز آینده؛ از آزمایشگاه تا بالین بیمار
با وجود هیجانانگیز بودن این رونمایی، متخصصان تأکید میکنند که مسیر تجاریسازی و استفاده بالینی بافتهای چاپشده، مسیری تدریجی و نیازمند نظارت دقیق است. بافتهای تولیدشده باید مراحل متعددی از آزمونهای زیستسازگاری، ایمنی و اثربخشی را پشت سر بگذارند و مجوزهای لازم را از نهادهای ناظر حوزه سلامت دریافت کنند.
با این حال، حتی در کوتاهمدت، وجود این چاپگر میتواند سرعت تحقیقات پایه را افزایش دهد، مقالات علمی با کیفیتتری تولید کند و نسل جدیدی از پژوهشگران را با فناوریهای همگرا آشنا سازد. قرار است در مراسم رونمایی، تیم سازنده جزئیات مربوط به ظرفیت تولید، نوع سلولهای قابل چاپ، سرعت چاپ و برنامههای همکاری با مراکز درمانی را تشریح کند.
نظرات (0)