ثبت نام

چاپگر سه بعدی اعضای بدن

۳d-printed-organ-explainer

چاپگر سه بعدی اعضای بدن

 

با پورتال جامع مهندسین ایران همراه باشید.

این روزها پرینتر یا چاپگرهای سه بعدی دیگر نه یک رویا و نه یک محصول غیرکاربردی هستند که فقط بتوان در کارخانه‌ها از آن استفاده کرد. بلکه این محصول در دستان شماست تا بتوانید یک قطعه خراب یکی از وسایلتان را پرینت بگیرید و بلافاصله دریافت کنید. تکنولوژی جدید پرینترهای سه‌بعدی برای تحقق یک رویای دیرینه انسان مدرن طراحی شده است. امروز سیطره این پرینترهای سه بعدی تا آنجا گسترده شده است که می‌توان از یک لنز پرینت و با آن عکس گرفت یا نقاشی‌های تخیلی بچه‌ها را به نمونه‌های واقعی سه بعدی تبدیل کرد و یا به ازای پرداخت ناچیز به یک شرکت ژاپنی جسم سه بعدی جنین به دنیا نیامده‌تان را برای خود داشته باشید.

با ورود پرینتر های سه بعدی اعضای بدن به عرصه علوم پزشکی، پزشکان راه آسان‌تری برای آموزش آناتومی انسان دارند و علاوه بر آن برای اینکه تمرینات جراحی را در دنیای حقیقی انجام دهند دیگر نیازی به شکافتن جسد انسانها نیست. از زمانی که پرینترهای سه‌بعدی توانستند اعضای بدن انسان را پرینت گرفته و برای نمایش در ابعاد سه گانه در کلاس‌ها آماده کنند جراحان نیز می‌توانند پیش از اینکه بیمار را زیر تیغ جراحی بگذارند، چاقویشان را روی نمونه‌های سه بعدی قرار دهند و جراحی را روی مدل‌ انجام داده و از نتیجه آن مطمئن شوند.

پرینتر های سه بعدی اعضای بدن

آینده‌ی پرینت سه‌بعدی اعضای بدن چگونه است؟

تا‌کنون شماری از فعالیت‌های نیمه‌موفق در زمینه‌ی تولید و ایجاد اعضای بدن از طریق پرینت سه‌بعدی انجام شده است که علت نیمه موفق بودن آن‌ها عدم بکارگیری نمونه‌های تولید شده در محیط واقعی است. همچنین برخی از این نمونه‌ها نیز حیاتی چند روزه داشته‌اند. برای مثال می‌توان به شش تولید شده توسط کمپانی Organovo اشاره کرد.

که تنها حیاتی ۴۰ روزه داشته، در حالی که تیمی از محققان دانشگاه Louisville موفق به تولید نمونه‌‌ای کاربردی از دریچه‌های قلب و رگ‌های کوچک شده‌اند که امیدوارند تا از آن‌ها در نمونه‌های پرینت شده‌ی قلب خود استفاده کنند. همچنین گوش ساخته شده توسط مهندسان بیولوژی Cornell را نباید از یاد برد که قادر است به‌ خوبی به انجام وظیفه بپردازد.

 

چاپ سه بعدی گوش

پرینتر سه بعدی اعضای بدن

مهندسان زیستی دانشگاه کورنل با اسکن سه بعدی گوش یک کودک یک قالب هفت تکه ای در برنامه سالیدورکس کد (SolidWorks CAD) تولید کرده و قطعات آن را چاپ کردند. این قالب با ژلی غلیظ که از ۲۵۰ میلیون سلول غضروف گاوی و کلاژن دم موش ساخته شده بود پر کردند. پس از ۱۵ دقیقه این گوش از قالب خارج و به مدت چند روز در ظرف کشت سلول قرار گرفت. در عرض ۳ ماه این غضروف به قدری گسترش می یابد که جایگزین کلاژن می شود.

بر اساس آمار ارائه شده تنها در آمریکا دست کم یک کودک از هر ۱۲ هزار و ۵۰۰ کودک دارای اختلال مادرزادی Microtia هستند ، شرایطی که طی آن گوش خارجی کودک رشد ناقص و از شکل افتاده دارد و کودک دچار نقص شنوایی می شود. برخلاف سایر اعضای مصنوعی گوش های تولید شده از سلول های انسانی با احتمال زیاد به طور موفقیت آمیز در اینده به بدن انسان پیوند زده می شوند.

چاپ کلیه

محققان موسسه پزشکی احیا کننده موسسه ویک فارست با یک چاپگر سه بعدی زیسته چندین نوع سلول کلیه تولید کردند و به طور همزمان یک قالب از مواد زیست تجزیه پذیر ساختند. محصول نهایی برای کشت سلولی آماده شد ؛ وقتی که این کلیه به یک بیمار پیوند زده شود ، همزمان با رشد بافت اصلی به آرامی قابلیت تجزیه خود به مواد زیستی را نشان می دهد.

۸۰ درصد بیمارانی که در فهرست پیوند عضو قرار دارند در انتظار دریافت کلیه هستند. کلیه های چاپ شده زیستی هنوز کارایی ندارند اما وقتی که آنها عملکردشان واقعیت یابد ، استفاده از سلول های خود بیمار برای بافت کلیه به این معنا است که پزشکان روزی قادر خواهند بود که برای هر بیمار کلیه مورد نیازی را که کاملا با بدنش همخوانی دارد بسازند.

رگ های خونی چاپ شده

محققان دانشگاه پنسیلوانیا و ام آی تی با استفاده از یک چاپگر به نام RepRap و نرم افزار متن باز یک شبکه از رشته های شکر داخل یک قالب را چاپ کرده و رشته ها را با پلیمتر گرفته شده از ذرت پوشاندند. پس از آن آنها یک ژل حاوی سلول های بافتی را وارد قالب کردند. وقتی که این ژل داخل قالب قرار گرفت ، آنها کل ساختار را در آب شستشو دادند که شکل حل شد و کانال های خالی در بافت باقی ماند.

محققان نشان دادند که پمپ کردن مواد مغذی از طریق این کانال ها بقای سلول های اطراف را افزایش می دهد. از آنجا که سلول های خونی سلامت بافت را حفظ می کند ، پی بردن به چگونگی افزایش مقیاس و چاپ یک سیستم عروقی بزرگتر و قویتر کلید چاپ کل بافت ها است.

 

چاپ پوست پیوندی

محققان ابتدا از یک اسکن و نقشه های سه بعدی برای مشخص شدن وضعیت زخم بیمار استفاده کردند. دریچه یک چاپگر آنزیم ترومبین و چاپگر دیگر سلول های آمیخته شده با کلاژن و فیبرینوژن بیرون می دهد ، پس از آن چاپگر یک لایه از فیبروبلاست انسانی و یک لایه از سلول های پوستی انسانی را که کراتینوسیت نامیده می شود روی هم قرار می دهد.

برای پیوند های پوست سنتی جراح ، پوست را از یک قسمت بدن گرفته و آن را به قسمت دیگر پیوند می دهد. محققان مؤسسه ویگ فارست امیدوارند بتوانند این روش را به قدری توسعه دهند که چاپ پوست جدید به طور مستقیم برای زخم امکان پذیر باشد. آنها در نهایت می خواهند یک چاپگر قابل حمل بسازند که بتوان از آن در زمان فجایع طبیعی استفاده کرد.

چاپ استخوان سه بعدی

محققان دانشگاه واشنگتن قالب هایی را با پودر سرامیک (استخوان انسان ۷۰ درصد از سرامیک تشکیل شده) چاپ کردند. آنها در چاپ این قالب ها از چاپگرهای سه بعدی کمک کردند که قطعات فلزی موتورهای الکتریکی را می سازد. یک چاپگر سرامیک را با لایه ای از چسب پلاستیک پر کرد ، این ساختار به مدت ۱۲۰ دقیقه با دمای ۱۲۵۰ درجه سانتیگراد پخته شد و برای کشت سلول های استخوان انسانی آماده شد.

هر سال میلیون ها نفر از تصادفات اتومبیل جان سالم به در برده اما دچار شکستگی های پیچیده می شوند که ترمیم آنها با روش های سنتی دشوار است. پزشکان می توانند با استفاده از اسکن های آم آر آی ، استخوان لازم برای پیوند را که دقیقاً با شکستگی تطابق دارد چاپ کنند.

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *