Daring AM: بافت کبد پرینت سه بعدی Wake Forest به فضا – 3DPrint.com
دوبله شده بلوغ ساختار بافت کبد عروقی در جاذبه صفر (MVP Cell-07)، تحقیقات محدود به فضا شامل 12 ماژول آزمایشی است که هر کدام شامل سه نمونه بافت است. این ماژول ها ظروف تخصصی مجهز به سیستم هایی برای تحویل مواد مغذی، کنترل دما و حذف ضایعات هستند تا اطمینان حاصل شود که نمونه های بافت در طول آزمایش زنده می مانند. آنها از تسهیلات MVP در مدار برای کنترل محیطی استفاده خواهند کرد. تاسیسات MVP که توسط Techs،t (اکنون بخشی از Redwire) توسعه یافته است، در آوریل 2018 به ایستگاه فضایی فضایی SpaceX CRS-14 رفت و برای انجام پروژههای تحقیقاتی، از جمله پروژههایی که شامل گرانش مصنوعی و کنترل محیطی برای طیف وسیعی از انواع نمونهها هستند، استفاده میشود.
در مورد آ،ین اخبار صنعت چاپ سه بعدی به روز باشید و اطلاعات و پیشنهادات را از فروشندگان شخص ثالث دریافت کنید.
نورثروپ گرومن21 ام ماموریت تامین مجدد (NG-21) به ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) بافت کبد پرینت شده سه بعدی را به فضا پرتاب خواهد کرد تا نحوه رفتار و عملکرد آن در یک محیط ریزگرانشی را بررسی کند. به رهبری آنتونی آتالا، پیشگام طب بازساختی و جیمز یو، متخصص چاپ زیستی، همراه با تیمشان در موسسه ویک ،ت برای پزشکی احیا کننده (WFIRM)، تحقیقات مشخص خواهد کرد که آیا شرایط منحصر به فرد فضا می تواند به بهبود رشد و توسعه این بافت های پیچیده کمک کند یا خیر.
طراحی ساختار ژیروید تصویر از WFIRM.
یک بار در فضا
این تصویر قبل از پرواز الف) ساختار عروقی چاپ شده زیستی با طرح ژیروید متشکل از کانال های به هم پیوسته را نشان می دهد. ب) ساختار بافت کبد انسان بیوچاپ شده. ج) محفظه جریان حاوی ساختار بافتی به یک سیستم پرفیوژن متصل است. تصویر از WFIRM.
چرا کبد؟
در روز 20، چهار محفظه زیستی دیگر برداشته، ثابت و در انبار سرد قرار خواهند گرفت. نمونه های رسانه ای در چهار ماژول باقیمانده جمع آوری خواهد شد و کیسه های رسانه ای تازه جایگزین خواهند شد. در روز 30، چهار محفظه نهایی زیستی برداشته، ثابت و ذخیره خواهند شد. این فرآیند پیشرفت و توسعه بافت ها را در مقاطع زم، مختلف در ریزگرانش نشان می دهد.
در طول یک وبینار ISS آتالا در مورد تحقیقات آتی برای پرتاب به ایستگاه فضایی توضیح داد که این پروژه بر اساس موفقیت این ایستگاه است. چالش بافت عروقی ناسا، در سال 2016 راه اندازی شد. این مسابقه دانشمندان را به چالش کشید تا بافت های ضخیم و عروقی ایجاد کنند که بتواند حداقل 30 روز در خارج از بدن زنده بماند. این چالش در سال 2021 به پایان رسید و دو تیم از Wake Forest به ،وان برنده ظاهر شدند و تیم اول 300000 دلار به همراه فرصت پیشبرد تحقیقات خود در ISS دریافت کرد.
ماموریت NG-21 که برای پرتاب در 3 آگوست 2024 برنامه ریزی شده است، 920 کیلوگرم آزمایش علمی و تدارکات را به ایستگاه فضایی بین المللی تحویل خواهد داد. پروژه بافت کبد پرینت سه بعدی، پشتیب، شده توسط ناسا، آزمایشگاه ملی ISS و سیم کشی مجددشرکتی که پیشگام چاپ سه بعدی در فضا است، چگونگی تأثیر ریزگرانش بر تشکیل و نگهداری بافت عروقی کبد را ارزیابی خواهد کرد.
آتالا همچنین توضیح داد که هدف اصلی این تحقیق درک چگونگی تأثیر ریزگرانش بر رشد و نگهداری بافت عملکردی است. به طور کلی، این آزمایش اطلاعات ارزشمندی در مورد چگونگی رفتار بافتهای چاپشده حاوی رگهای خونی در ریزگرانش و اینکه آیا عروق مویرگیمانند به بافت مهندسیشده تبدیل میشوند، ارائه میکند.
برای چندین دهه، Atala و Yoo در WFIRM در پرینت سه بعدی بافت ها و اندام ها گام های مهمی برداشته اند. آنها با استفاده از چاپ زیستی موفق به ایجاد بافت های مختلف از جمله رگ های خونی، دریچه های قلب و حتی اندام های کوچک شده اند. یکی از دستاوردهای برجسته توسعه مثانه های رشد یافته در آزمایشگاه است که با موفقیت در بیماران کاشته شده است. هدف آنها کاهش وابستگی به اندامهای اهداکننده با ایجاد بافتها و اندامهای کاربردی و قابل پیوند در آزمایشگاه، پیشبردن مرزهای پزشکی احیاکننده و چاپ زیستی است.
پلت فرم چندکاره متغیر-g (MVP) می تواند با دو شرایط گرانشی مختلف، از گرانش میکرو تا 2 گرم، کار کند. تصویر از Grant Vellinger، Redwire.
دستمال چاپ سه بعدی. تصویر از WFIRM.
شش ماژول در Powered Carrier خود برای صعود پیکربندی شده اند. حامل به پرفیوژن رسانه از طریق بافت کمک می کند در حالی که در یک کیسه سرد پرتاب می شود، و تقریباً 37 درجه سانتیگراد برای بررسی MVP Cell-07 حفظ می شود. تصویر از Grant Vellinger، Redwire.
امکانات Multi-use Variable-g Platform (MVP) دارای حدا،ر 12 ماژول علمی است. تصویر از Grant Vellinger، Redwire.
برای شروع آزمایش، ماژول ها از حامل برقی خارج شده و باز می شوند تا خدمه بتوانند کیسه های رسانه ای تازه نصب کنند. هنگامی که ماژول ها در مرکز MVP قرار گرفتند و ج، زم، پمپ خودکار آغاز شد، 36 نمونه بافت به مدت ده روز پردازش می شوند.
همانطور که این تیم بافت کبد را در مراحل مختلف (10 روز، 20 روز و 30 روز) تجزیه و تحلیل می کند، آنها بر روی سطوح ژنومی، ترانسکریپتومی، پروتئومی و متابولومیک تمرکز خواهند کرد. این تجزیه و تحلیلها به محققان کمک میکند بفهمند چگونه گرانش بر بافت کبد در لایههای بیولوژیکی متعدد، از بیان ژن گرفته تا تولید پروتئین و تغییرات متابولیکی، تأثیر میگذارد و بینشهایی را در مورد اینکه چگونه شرایط فضا میتواند تکنیکهای مهندسی بافت را بهبود بخشد، ارائه میکند. نتایج ممکن است پیامدهای عمیقی برای مهندسی بافت آینده در فضا، بهبود درمان برای بیماران روی زمین و تضمین سلامت فضانوردان در ماموریت های فضایی طول، مدت آینده داشته باشد.
تاثیر بالقوه
پوشش زنده پرتاب ناسا در ساعت 11:10 صبح به وقت شرق روز شنبه، 3 آگوست 2024، در روز شنبه آغاز خواهد شد. ناسا +، تلویزیون ناسا، اپلیکیشن ناسا، یوتیوب، و آژانس سایت اینترنتی.
مش، خبرنامه الکترونیکی ما شوید
تیم وینستون، برنده مقام اول چالش بافت عروقی ناسا، از یک محفظه برای نگه داشتن بافت چاپ شده و آزمایش پرفیوژن استفاده کرد. تصویر توسط موسسه پزشکی احیا کننده ویک ،ت.
ماژول آزمایش سلولی پلتفرم متغیر g چند منظوره (MVP) نشان داده شده است. دوازده ماژول اجرا می شود که هر کدام شامل سه شرایط نمونه برای بررسی MVP Cell-07 می باشد. تصویر از Grant Vellinger، Redwire.
در روز 10، 12 ماژول آزمایشی برای عملیات خدمه از تأسیسات MVP حذف خواهند شد. محفظههای زیستی با نمونههای بافتی از 4 ماژول از 12 ماژول خارج میشوند، ثابت میشوند و در انبار سرد قرار میگیرند. همچنین از محیط های جمع آوری شده از هر نمونه بافت نمونه برداری خواهد شد. سپس، کیسه های رسانه ای در هشت ماژول باقی مانده، قبل از نصب مجدد در تسهیلات MVP، تعویض خواهند شد.
توانایی ایجاد بافتها و اندامها پیشرفت بزرگی در این زمینه بوده است و ما واقعاً میخواهیم بد،م چگونه میتوان این فناوری را تسریع کرد. ما یک تیم عالی در WFIRM داریم که این فناوری را از روی نیمکت به کنار تخت میآوریم.» این ،صر فضا به ما ابعاد اضافی داده است که به ما در تولید بهتر بافتها در زمین کمک میکند و به ما امکان میدهد شرایط بهتری داشته باشیم که معتقدیم به کاهش هزینه، افزایش فناوری و تسریع در تحویل این فناوریها در اینجا کمک میکند. زمین و امیدوارم در فضا.”
انجام این آزمایش در فضا مزایای منحصر به فردی دارد. بر روی زمین، گرانش می تواند باعث توزیع ناهموار سلولی در بافت چاپ شده شود. با این حال، در محیط ریزگرانشی ایستگاه فضایی بینالمللی، سلولها میتوانند به طور یکنواختتر توزیع شوند که به طور بالقوه منجر به تشکیل بافت و عملکرد بهتر میشود.
آتالا گفت که هنگامی که ساختارهای بافت کبد پرینت سه بعدی به فضا می رسند، انتظار دارند درباره نحوه رفتار این بافت ها در محیط ریزگرانشی اطلاعات بیشتری ،ب کنند. میکروگرانش ممکن است رشد و بلوغ بافتها و اندامهای چاپشده زیستی بزرگ را بهبود بخشد، که به دلیل چالشهای مرتبط با عروق، نگهداری آنها روی زمین دشوار است. محققان این شانس را خواهند داشت که ساختار بافت را در ریزگرانش مطالعه کنند، که ممکن است باعث تغییر در شکل، اندازه، حجم و ویژگیهای ،بندگی سلول شود.
کبد به دلیل اندازه بزرگ، ساختار پیچیده و شبکه عروقی وسیع، عضوی چالش برانگیز برای ت،یر است. برای مق، با این چالشها، تیم WFIRM از یک چاپگر دیجیتال طرحریزی نور (DLP) برای ایجاد بلوکهای بافتی چاپشده سهبعدی استفاده کرد که از نزدیک معماری طبیعی کبد را تقلید میکند. ساختار ژیروید بافت کبد با این فناوری تکرار شد و امکان گنجاندن کانال های عروقی عملکردی را فراهم کرد. سپس این ساختارها برای دستیابی به عملکرد طول، مدت با سلول ها کاشته شدند و بافت ها را قادر می ساخت تا خود را برای دوره های طول، حفظ کنند.
