ساخت رگ‌های مصنوعی با کمک فرآیند الکترو رایتینگ ذوبی

با پیشرفت روزافزون علم پزشکی انتظار داریم در آینده بیمارهای لاعلاجی درمان شوند. به تازگی محققان هلندی دو روش مختلف پرینت سه بعدی را برای تولید نمونه اولیه رگ‌های خونی مصنوعی ترکیب کردند.

بازتاب-این فرآیند لوله‌هایی را ایجاد کرد که می‌توانند در سلول‎های زنده قرار گرفته و در عین حال قدرت مورد نیاز برای عملکرد تحت فشار را حفظ کنند. با توجه به اینکه بیماری های قلبی عروقی به عنوان اولین علت مرگ و میر در سراسر جهان شناخته می‌‌شود، نیاز به رگ‌های خونی مصنوعی برای جایگزینی قسمت‌های مسدود شده و آسیب دیده سیستم گردش خون بدن بیش از هر زمان دیگری است.

در حالی که برخی از محققان با رشد رگ‌های خونی در آزمایشگاه و برخی دیگر با ایجاد رگ‌های تعبیه‌شده با وسایل الکترونیکی موفقیت را مشاهده کرده‌اند، تیمی از آزمایشگاه زیست‌ساخت مرکز پزشکی احیاکننده اوترخت (RMCU) در هلند رویکرد دیگری را در پیش گرفتند و آن چیزی نیست جز چاپ سه‌بعدی. به طور خاص، دانشمندان به دنبال تقویت یک تکنیک امیدوارکننده  به نام چاپ زیستی حجمی بودند.

چاپ زیستی حجمی از نور برای حک کردن ساختارها در ژل‌های حاوی سلول استفاده می‌کند. این به سرعت عمل کرده و به سلول‌ها اجازه می‌دهد در طول فرآیند زنده بمانند، اما موادی را تولید می‌کند که به دلیل ماهیت ژل ضعیف هستند.

از آنجایی که رگ‌های خونی نیاز به مقاومت در برابر نیروهای قابل توجه دارند، تیم تحقیقاتی در مرحله بعدی به فرآیندی به نام الکترورایتینگ ذوبی روی آوردند. این یک تکنیک پرینت سه بعدی است که می‌تواند ساختارهای سخت پیچیده‌ای را با ذوب رشته‌های ریز پلاستیک زیست تخریب پذیر بسازد. با این حال، مشکل آن این است که سلول‌های زنده نمی‌توانند بخشی از این فرآیند باشند زیرا گرمای استفاده شده آنها را از بین می برد. با در نظر گرفتن این چالش، تیم RMCU از الکترورایتینگ ذوبی برای ایجاد ساختار لوله‌ای استفاده کرد. هنگامی که ساختار خنک شدند، محققان ژل تزریق شده با سلول را از چاپگر زیستی حجمی اعمال کرده و دریافتند که می توان آنها را با موفقیت در داخل ساختار ایجاد شده کاشت.

این تیم در نهایت یک رگ مفهومی ساخت که از ساختار دو لایه سلول‌های بنیادی و سلول‌های اپیتلیال که سطح داخلی لوله را پوشانده بود، برخوردار هستند. دانشمندان علاوه بر این، رگ‌های پیچیده‌تری ساختند که دارای ساختار دوشاخه‌ای و همچنین دریچه های وریدی بودند که می‌توانستند جریان خون را تنها در یک جهت فراهم کنند.

محققان می‌گویند که این ساختار همچنین می‌تواند سوراخ‌های کوچکی را در طول خود ایجاد کند که نفوذپذیری رگ‌های خونی واقعی را تقلید می‌‌کند.