درمان مجروحان با چاپ بیولوژیکی 3 بعدی
به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان؛ 26 دانشجوی دانشگاه نظامی وست پوینت آمریکا (West Point)، در سال آخر تحصیل خود، در حال تحقیق روی چاپ اندام‌های زیستی هستند. هدف این افراد ایجاد باندهای اشباع‌شده با سلول‌های بنیادی برای درمان سوختگی، چاپ مینیسک و کبد و حتی رگ‌های خونی مهندسی شده و اندام‌های زنده در آینده است. همه این موارد به منظور افزایش میزان بقا، بهبود روند درمان و کاهش تلفات سربازان میدان جنگ انجام می‌گیرد.
جیسون بارنهیل (Jason Barnhill) یکی از محققان طرح بالا، شرح داد، فناوری چاپگر 3 بعدی زیستی یاد شده هنوز تا حدی پیشرفت نکرده است که بتواند اندام‌هایی با قابلیت اتصال به بدن انسان تولید کند. با وجود این هم‌اکنون موفق شده‌اند باندهایی را تولید کنند می‌تواند با سرعتی ثابت و آهسته آنتی‌بیوتیک‌ها را در زخم منتشر کند. چاپ تعداد زیادی از باندها تنها به 5 دقیقه زمان نیاز دارد.
چاپ بیولوژیکی با چاپگرهای 3 بعدی که از پلاستیک استفاده می‌کنند، تفاوت زیادی ندارند. در چاپ‌های زیستی ابتدا مدل موردنظر در رایانه ساخته شده و سپس به لایه‌های قابل چاپ تقسیم می‌شوند؛ اما به جای پلاستیک از جوهر بیولوژیکی بهره گرفته می‌شود که از کلاژن و سلول بنیادی به وجود آمده است.
بارنهیل توضیح داد، آن‌ها تاکنون موفق شده‌اند نمونه زیستی از مینیسک را نیز چاپ کنند. قطعه‌ای غضروف شکل که شوک درون مفصل را جذب می‌کند. این غضروف به واسطه تصویری الکترونیکی که از آمریکا به منطقه‌ای دورافتاده ارسال شده بود چاپ شد.
بر اساس گزارش دانشگاه علوم پزشکی آمریکا (USU) که با وست پوینت در ساخت چاپ‌های زیستی همکاری دارد، این نخستین نمایش از تولیدات سایبری بود که در آن طراحی‌های پیچیده به محلی دور دست ارسال شده و ساخته می‌شوند.
بارنهیل افزود، محققان همچنین در حال ساخت اشیا جراحی هستند که امکان تولید آن‌ها در محل وجود دارد برای مثال می‌توان به اسکالپل و هموستات اشاره کرد که در کنترل خونریزی مؤثر هستند. وی هم‌اکنون رهبر گروهی از محققان وست پوینت است که در سال 2020 روی 7 پروژه مختلف مربوط به چاپ بیولوژیکی مانند باندهای زیستی و اندام‌های زنده تحقیق می‌کنند.
وی اظهار کرد، پروژه هم‌اکنون در فاز تحقیقات قرار دارد؛ اما پس از تعطیلات بهای چاپ سلول‌ها آغاز خواهد شد. دانشجویان قصد دارند تا پیش از فارغ‌التحصیلی خود نمونه‌های واقعی و زنده از باند، مینیسک و کبد به وجود آورند.
ثتچرد شپرد (Thatcher Shepard)، یکی دیگر از محققان وست پوینت شرح داد ، مینیسک ایجاد شده می‌تواند به روند درمان سربازان و ورزشکاران کمک کند؛ زیرا آسیبی شایع در میان آن‌ها است. از کبد چاپ شده نیز می‌توان در زمینه‌های تحقیقات دارویی بهره گرفت؛ اما هیچ‌یک از آن‌ها را در سال جاری نمی‌توان به بدن انسان‌ها پیوند زد و به تحقیق و توسعه بیشتری در این زمینه نیاز است.
شپرد گفت:
ما باید اطمینان حاصل کنیم که بدن مینیسک‌های بیولوژیکی چاپ شده را پس نمی‌زند. ما هم‌اکنون روی تولید مینیسک زنده تحقیق می‌کنیم. سپس پژوهش‌های خود را روی پیوند آن‌ها به بدن متمرکز خواهیم کرد.
دانشجویان همچنین روی نحوه چاپ رگ‌های خونی که عنصری کلیدی در رساندن جریان خون به ارگان‌ها هستند تحقیق می‌کنند.
بانداژهای بیولوژیکی به این صورت عمل می‌کنند که ابتدا سلول‌های سربازانی که بر اثر حملاتی مانند «بمب‌های کنار جاده‌ای» (IED) زخمی شده‌اند، جمع‌آوری می‌کنند. سپس این سلول‌ها به منظور چاپ باندهایی مخصوص به هر فرد مورد استفاده قرار می‌گیرند تا سرعت درمان را بهبود بدهند.
دانشجویان قصد دارند از پروژه‌های چاپ بیولوژیکی خود در 20 آپریل 2020 رونمایی کنند.
