چاپ سه بعدی بافت های انسان با شکر

پژوهشگران آمریکایی در نظر دارند چاپ سه‌بعدی سلول‌ها و بافت‌های انسان را در چهارچوبی از شکر انجام دهند.

به گزارش ساینس‌الرت، شکر، به خاطر طعم شیرین خود همیشه مورد علاقه بسیاری افراد بوده است اما شاید اکنون، قابلیت حل شدن شکر در مایع، به استفاده از آن در چاپ سه بعدی منجر شود.

در حقیقت، همین ویژگی‌ها که موجب می‌شوند بتوان از شکر برای آشپزی و طراحی استفاده کرد، کاربرد آن را در علم نیز ممکن می‌سازند.

" دانشگاه ایلینوی در اربانا-شمپین"(UIUC) در آمریکا، اعلام کرده است که "متیو گلبر"(Matthew Gelber)، فارغ‌التحصیل دکترا و "روهیت بهارگاوا"(Rohit Bhargava)، استاد مهندسی زیستی این دانشگاه، نوعی چاپگر سه‌بعدی ابداع کرده‌اند که می‌تواند ساختارهای زیستی را با استفاده از شکر چاپ کند.

درست است که چاپگرهای سه بعدی دیگری هم وجود دارند که با شکر کار می‌کنند اما در این چاپگر، از جایگزینی برای شکر استفاده شده که از چغندر به دست می‌آید.

ساختار شکر، هنگام ذوب و چاپ شدن، سرد و سفت می‌شود و چهارچوب محکمی به وجود می‌آورد که موجب می‌شود این ساختار، برای ساخت ابزار مورد نظر و حوزه‌های مربوط به سلامتی Health مانند مهندسی زیستی و پژوهش در مورد سرطان، کارآمد باشد.

بهارگاوا در مصاحبه‌ای گفت: این روش، شیوه خوبی برای ایجاد چهارچوب‌هایی است که می‌توان با آن به مواد نرم شکل داد و یا از آن برای پرورش سلول‌ها و بافت‌ها استفاده کرد. پس از انجام این فرآیند، چهارچوب ابتدایی از بین می‌رود. برای مثال، یکی از کاربردهای این روش، پرورش بافت یا بررسی تومورها در آزمایشگاه است. کشت سلول، معمولا در ظرف‌های پهن آزمایشگاه صورت می‌گیرد. این کار، برخی از ویژگی‌های سلول را نشان می‌دهد اما روش پویایی برای بررسی چگونگی عملکرد طبیعی یک سیستم در بدن نیست. در بدن انسان، شکل‌های مشخصی وجود دارند که ایجاد و عملکرد آنها، بسیار به هم نزدیک است.

فشار زیاد، موجب می‌شود شکر بدون شکل و بسیار گرم باشد و در نتیجه، سفت شود یا بسوزد اما تمایل ایزومالت، به سفت شدن، کمتر از شکر است و هنگام ذوب شدن، در برابر تغییر رنگ مقاومت می‌کند.

گروه پژوهشی این دانشگاه، در طراحی چاپگر خود، از تنظیمات بسیار خاصی استفاده کردند. این چاپگر، با کنترل دقیق سرعت، دما و فشار می‌تواند نوارهای پیچیده ایزومالت و لوله‌هایی را تولید کند که بدون سوزاندن شکر یا ایجاد ساختارهای بسیار شکننده، ساختارهای آلی را شبیه‌سازی می‌کنند.

پس از پرورش بافت در چهارچوب چاپ شده، شکر به آسانی حل می‌شود و ساختار آلی شکل گرفته را به جا می‌گذارد.

شکر پس از حل شدن، در مجموعه‌ای از لوله‌ها و تونل‌ها باقی می‌ماند که می‌توان مانند رگ‌های خونی، از آنها برای انتقال مواد مغذی یا ایجاد کانال‌هایی در ابزار خاص پزشکی استفاده کرد.

این گروه پژوهشی امیدوار است، پوشش‌های خاصی را برای کنترل زمان و سرعت حل شدن ساختارها ابداع کند که به پوشش اطراف قرص‌ شباهت دارد.

اگرچه هنوز زمان زیادی تا به کار بردن چهارچوب‌های ساخته شده از شکر در چاپ سه‌بعدی اندام انسانی یا در ابزار پزشکی وجود دارد، این فناوری، در آینده برای علم پزشکی امیدوارکننده است.