Wyss هاروارد راه جدیدی برای چاپ سه بعدی رگ های خونی ایجاد می کند – به اندام های مصنوعی نزدیک تر می شود – 3DPrint.com
با این حال، آزمایش واقعی زم، انجام شد که دانشمندان تکنیک خود را در بافت زنده انسان به کار بردند. آنها خوشه های کوچکی از سلول های قلب انسان به نام بلوک های سازنده اندام قلبی (OBBs) ایجاد ،د و آنها را به یک ساختار جامد متراکم فشرده ،د. این ماتری، متراکم محیطی شبیه بافت بیشتر ایجاد می کند، شبیه به نحوه فشرده شدن سلول ها در اندام های واقعی انسان. با انجام این کار، آنها پایه‌ای برای استفاده از روش مش، سوئیفت برای چاپ رگ‌های خونی درون این بافت زنده ایجاد ،د، و آن را به یک آزمایش واقعی‌تر از نحوه عملکرد رگ‌های چاپ شده در بافت واقعی انسان تبدیل ،د.
این تیم برای آزمایش عروق چاپ شده با SWIFT خود از دو نوع ماده استفاده ،د که حاوی هیچ سلولی نبود، از جمله یکی از کلاژن ساخته شده بود که بافت ماهیچه ای زنده را تقلید می کند. پس از چاپ، هسته ژلاتین را ذوب ،د و کانال های باز را برای جریان خون باقی گذاشتند. محققان سپس سلول‌های ماهیچه‌ای صاف را به پوسته خارجی و سلول‌های اندوتلیال را به لایه داخلی اضافه ،د و باعث شدند رگ‌ها مانند رگ‌های خونی واقعی عمل کنند. پس از هفت روز آزمایش، دیواره‌های رگ محکم ماندند و وجود سلول‌های اندوتلیال نفوذپذیری آنها را کاهش داد و نشان داد که عروق به درستی کار می‌کنند.
دانشمندان دانشگاه هاروارد موسسه Wyss روش جدیدی برای پرینت سه بعدی رگ های خونی ایجاد کرده اند که ساختار پیچیده عروق انسان را تکرار می کند. کار با همکاری دانشکده مهندسی و علوم کاربردی جان A. Paulson (SEAS)، این تیم یک گام مهم رو به جلو در تلاش برای ایجاد اندام های رشد یافته در آزمایشگاه کاربردی و قابل کاشت برداشته است.
این تکنیک جدید به نام سوئیفت کوا،یال (مش، سوئیفت)، امکان تولید شبکه های عروقی تعبیه شده در بافت قلب انسان را فراهم می کند. این شبکه ها دارای یک “هسته” توخالی هستند که توسط “پوسته ای” از ماهیچه های صاف و سلول های اندوتلیال احاطه شده است که ساختار طبیعی رگ های خونی را تقلید می کند.
در مورد آ،ین اخبار صنعت چاپ سه بعدی به روز باشید و اطلاعات و پیشنهادات را از فروشندگان شخص ثالث دریافت کنید.
این متخصص همچنین خاطرنشان کرد که این تیم قصد دارد با ایجاد شبکه‌هایی از مویرگ‌ها، عروق کوچکی که مسئول تبادل مواد مغذی هستند، این کار را ایجاد کند، که برای ت،یر کامل عملکرد بافت انس، در مقیاس میکرو ضروری است.
پس از چاپ موفقیت آمیز یک شبکه عروقی در ماتری،، هسته ژلاتین برداشته شد و عروق با سلول های اندوتلیال پرفیوژن شد. بافت قلب پس از 5 روز پرفیوژن مایع تقلید کننده خون، “به طرز امیدوارکننده ای پاسخ داد” و به طور همزمان ضربان داشت. این ضربان همزمان نشان دهنده بافت سالم و عملکردی است.
علاوه بر این، این نوآوری مبتنی بر تکنیک چاپ زیستی قبلی، SWIFT است که به دانشمندان اجازه می‌داد کانال‌های توخالی را در یک ماتریس زنده چاپ کنند. SWIFT که در سال 2019 توسعه یافت، یک پیشرفت بزرگ بود زیرا به محققان اجازه می داد کانال های توخالی را در یک ماتریس زنده چاپ کنند و مسیرهایی را در داخل مواد بافت مانند پر از سلول های زنده ایجاد کنند. این کانال‌های توخالی برای تقلید از ساختار اصلی رگ‌های خونی مهم بودند و راهی برای جریان مواد مغذی و مایعات در بافت فراهم می،د. با این حال، این کانال‌ها فضاهای توخالی ساده‌ای بودند که فاقد لایه‌هایی بودند که رگ‌های خونی واقعی را قوی و قادر به کنترل فشار خون می،د.
کاربردهای بالقوه این فناوری بسیار فراتر از پیوند عضو است. علاوه بر ایجاد اندام‌های مصنوعی، توانایی ت،یر سیستم‌های پیچیده عروقی می‌تواند درهایی را در توسعه دارو، مدل‌سازی بیماری و پزشکی احیاکننده باز کند. دانشمندان می‌توانند مدل‌های دقیق‌تری از بافت انس، در آزمایشگاه ایجاد کنند و به آنها اجازه می‌دهد بیماری‌ها و روش‌هایی را آزمایش کنند که قبلا غیرممکن بود.
دونالد اینگبر، مدیر مؤسس مؤسسه Wyss و یکی از نویسندگان ارشد این مطالعه، تلاش‌های این تیم را ستایش کرد: «گفتن اینکه مهندسی بافت‌های انس، زنده در آزمایشگاه دشوار است، دست کم گرفتن است. من به عزم و خلاقیت این تیم در اثبات اینکه آنها واقعاً می‌توانند رگ‌های خونی بهتری در بافت‌های قلب زنده انسان بسازند، افتخار می‌کنم. من مشتاقانه منتظر موفقیت مداوم آنها در تلاش آنها برای کاشت روزی بافت آزمایشگاهی در بیماران هستم.”
موسس موسسه Wyss دونالد اینگبر.
دانشمندان علاوه بر نشان دادن اینکه این رگ‌ها می‌توانند از بافت‌های زنده پشتیب، کنند، «توانستند مدلی از عروق کرونر چپ را بر اساس داده‌های یک بیمار واقعی با موفقیت چاپ سه‌بعدی کنند، که کاربرد بالقوه Co-SWIFT را برای ایجاد نشان می‌دهد. جنیفر لوئیس، یکی از نویسندگان ارشد و همکاران، گفت: اندام‌های انسان عروقی و خاص بیمار. Hansjörg Wyss استاد مهندسی با الهام از بیولوژیکی در SEAS
روش اصلی سوئیفت (چپ) و سوئیفت مش، (راست).
مطالعه، در مجله منتشر شده است مواد پیشرفته، توسط دفتر تحقیقات نیروی دریایی و بنیاد ملی علوم. با تکیه بر این موفقیت، تیم اکنون در حال بررسی گام‌های بعدی برای تقویت سوئیفت مش، است، با تمرکز بر افزایش پیچیدگی شبکه‌های عروقی چاپی خود و بهبود ادغام آنها با بافت‌های زنده.
Co-SWIFT رگ های سه بعدی را برای ایجاد یک شبکه انشعاب عروقی که می تواند از بافت های زنده انسان پشتیب، کند، چاپ می کند.
به گفته دانشمندان، Co-SWIFT نه تنها با ایجاد کانال های توخالی، بلکه با افزودن ساختاری چندلایه که رگ های خونی واقعی موجود در بدن ما را منع، می کند، این را به سطح بعدی می برد. با استفاده از سوئیفت مش،، عروق پرینت شده سه بعدی دارای هسته ای هستند که مایع در آن جریان دارد و توسط پوسته ای ساخته شده از عضلات صاف و سلول های اندوتلیال احاطه شده است. این پوسته همان چیزی است که رگ ها را قوی تر می کند و به آنها اجازه می دهد بیشتر شبیه رگ های خونی طبیعی عمل کنند. با افزودن این لایه‌ها، co-SWIFT سیستمی را ایجاد می‌کند که می‌تواند فشار جریان خون را حفظ کند و آن را نسبت به روش اصلی SWIFT پیشرفت چشمگیری می‌کند.
در حالی که راه رسیدن به اندام های قابل پیوند رشد یافته در آزمایشگاه طول، است، این دستاورد نشان دهنده پیشرفت باورن،ی است.
پل استانکی، دانشجوی کارشناسی ارشد در SEAS و اولین نویسنده این مطالعه، توضیح داد که پیشرفت این تیم در طراحی نازل پوسته هسته آنها نهفته است. این نازل دارای دو کانال سیال است: یکی برای جوهر پوسته ای مبتنی بر کلاژن و دیگری برای جوهر هسته ای مبتنی بر ژلاتین. این به عروق اجازه می دهد تا نه تنها ساختارهای پیچیده و منشعب را تشکیل دهند، بلکه به اندازه کافی قوی باشند تا فشار داخلی جریان خون را تحمل کنند. تیم تحقیقاتی شبکه های عروقی ایجاد ،د که می توانست از بافت های زنده پشتیب، کند.
