محققان پژوهشگاه رویان مطرح کردند: انقلابی نوظهور در درمان سرطان با چاپ 6 بعدی!
به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان ؛ محققان پژوهشگاه رویان ایران به تازگی پژوهشی در خصوص کاربرد چاپ سهبعدی تا ششبعدی در درمان سرطان مغز و مهندسی بافت عصبی و پیشرفتهای جدید آن منتشر کردهاند که مورد توجه محققانی از سراسر دنیا قرار گرفته است.
در هنگام آسیب به بافتهای بدن، اغلب مواد خارجی به اشکال مختلف در محل آسیب کاشته میشوند تا احیای عصب را بهبود بخشند. برخی از این مواد خارجی سازگاری مناسبی با بدن دارند، اما بسته به کاربرد و محل استفاده گاهی ممکن است این مواد خواص مورد انتظار را نداشته باشند. در چنین مواردی ممکن است مادهای که به کار گرفته میشود، منجر به ایجاد التهاب و فساد در اطراف ماده کاشتنی شود. مهندسی بافت عصبی اصولاً به دنبال راههایی است که این نوع مشکلات را برطرف کند.
یکی از جدیدترین و مهمترین ابزاری که در مهندسی بافت به کار گرفته میشود، بیوپرینترها یا چاپگرهای زیستی هستند. فناوری چاپ سهبعدی به نوعی موضوعات مهندسی بافت را دچار دگرگونی و انقلاب کرده است. این فناوری در انواع گوناگون خود، ساخت ساختارهای پیچیده بافت عصبی با هندسه، توپولوژی و خواص مکانیکی دقیق را امکانپذیر میکند.
بر اساس آنچه که در پژوهش مذکور ذکر شده، در حال حاضر تکنیکهای چاپ سهبعدی مختلفی مانند استریولیتوگرافی (SLA) و پردازش نور دیجیتال (DLP) در دسترس و در حال استفاده است و به کمک آنها میتوان از طیف گستردهای از مواد، از جمله هیدروژلها، پلیمرهای زیستی و مواد سنتتیک را برای کاشت در بدن استفاده کرد. فناوریهای چاپ سهبعدی در سه بعد طول، عرض و ارتفاع کار چاپ را در موضع مورد نظر انجام میدهند.
علاوه بر این، اگر بعد چهارم زمان را هم به این ابعاد اضافه کنیم، فناوری چاپ چهاربعدی خواهیم داشت. فناوری توسعه چاپ چهاربعدی باعث جذابیت بیشتر چابگرهای زیستی در بین محققان شده و امکان ساخت سازههایی را فراهم میکند که میتوانند در طول زمان با استفاده از تکنیکهایی مانند پلیمرهای حافظهدار تغییر شکل دهند. این پلیمرها، دستهای از مواد پیشرفته هستند که میتوانند شکل فیزیکی خود را بعد از انجام برخی از عملیاتها بازیابد.
فناوری چاپ چهاربعدی در حال حاضر قابلیت تسهیل بازسازی بافتهای عصبی آسیبدیده، غربالگری داروها و مدلسازی بیماریها را ایجاد کرده است و نویدبخش فراهم کردن امکان تشخیص مبتنی بر فرد و امکان طراحی استراتژیهای دقیق برای درمان سرطان مغز نیز هست.
مهرداد خاکبیز، بهاره صدری، الهه امیری و همکارانشان در دانشگاه تهران، پژوهشگاه رویان و یکی از دانشگاههای برتر جهان، این پژوهش را با هدف ارائه یک دیدگاه کلی از روشها و مواد پیشرفته فعلی برای چاپ سهبعدی در مهندسی بافت عصبی و سرطان مغز انجام دادهاند.
نتیجه این پژوهش مروری که در نشریه بینالمللی Biomedical Materials منتشر شده است، به امکانات محتملی که این فناوری برای درمان بیماران عصبی در آینده فراهم میکند، پرداخته و بر زمینه نوظهور چاپ چهاربعدی تمرکز دارد.
علاوه بر این، تحقیق مذکور کاربردهای بالقوه چاپ پنجبعدی و ششبعدی را در علوم اعصاب مورد بحث قرار میدهد؛ این فناوریها امکان ادغام زمان و عملکردهای بیولوژیکی را در فرآیند چاپ فراهم میکنند و به همین دلیل نویدبخش آیندهای روشن در درمان بیماریهای سیستم عصبی خواهد بود.
به عبارت دیگر، فناوریهای چاپ پنجبعدی این پتانسیل را دارند که شیوه طراحی و تولید اشیاء پیچیده، از جمله بافتهای بیولوژیکی را بهطور قابل توجهی تغییر دهند. در چاپ پنجبعدی، ابعاد اضافی زمان و خواص مواد است. این بدان معنی است که ماده چاپشده میتواند در طول زمان یا در پاسخ به محرکهای مختلف مانند دما، رطوبت یا نور تغییر کند. اجرای چاپ پنجبعدی در علوم اعصاب و مهندسی بافت عصبی این قابلیت را دارد که ایجاد قابلیلتهایی مانند ساخت مدارهای عصبی پیچیده و رابطهایی که شکل و عملکرد بافتهای طبیعی را شبیهسازی میکنند، متحول کند.
بر اساس این پژوهش از دانشمندان ایرانی، اگرچه مفهوم چاپ ششبعدی بسیار جدید است؛ اما تأکید بر استفاده همزمان از تکنیکهای چاپ چهار و پنجبعدی برای ایجاد مواد زیستی است. دستیابی به پرینت ششبعدی از نظر نظری با ترکیب روشهای چهار و پنجبعدی به صورت هماهنگ امکانپذیر است؛ اما به دلیل نبود توانایی کافی ساخت، هنوز در عمل قابل اجرا نیست.
گفتنی است، بزرگترین چالش مورد اشاره در تحقیق، شناسایی یا توسعه مناسبترین مادهای است که بتواند هم سفت و سخت باشد و هم به یک یا چند محرک پاسخ دهد. چاپ ششبعدی میتواند ساخت سازههایی با ابعاد اضافی، مانند توپولوژی و بافت را امکانپذیر کند. این امر در نهایت میتواند خواص مکانیکی، بیولوژیکی و فیزیکی بافتهای چاپ شده را افزایش دهد.
