تشكيل "عظام" بطابعة ثلاثية الأبعاد من خلايا حية في درجة حرارة الغرفة لأول مرة!

يتيح ابتكار جديد للعلماء طباعة عظام بشرية ثلاثية الأبعاد من الخلايا الحية للفرد، ولأول مرة، تتم العملية في درجة حرارة الغرفة.

وصمم فريق من جامعة نيو ساوث ويلز الأسترالية في سيدني، هلام "حبر حيوي" يحتوي على خلايا عظام حية للمريض في محلول فوسفات الكالسيوم، وهي معادن ضرورية لتكوين العظام والحفاظ عليها.

وباستخدام تقنية تُعرف باسم الطباعة الحيوية السيراميكية متعددة الاتجاهات في المعلقات الخلوية (COBICS)، تتم طباعة الجل ثلاثي الأبعاد مباشرة في تجويف عظام المريض، بدلا من أن يضطر الجراحون إلى إزالة قطعة من موقع مختلف. ثم تتصلب المادة في غضون دقائق من تعرضها لسوائل الجسم وتتحول إلى بلورات نانوية عظمية متشابكة ميكانيكيا.

إقرأ المزيد

العلماء يحلون لغزا عمره 100 عام حول السرطان

ولا يعد تصميم الطباعة ثلاثية الأبعاد لهياكل محاكاة العظام بالأمر الجديد، ولكن طريقة جامعة نيو ساوث ويلز تسمح بإجراء العملية في درجة حرارة الغرفة لأول مرة.

وهذا يعني أنه يمكن تكوين العظام على الفور داخل غرفة طبية، إلى جانب استخدام الخلايا الحية للمريض.

وقالت الدكتورة إيمان روحاني، من كلية الكيمياء بجامعة نيو ساوث ويلز: "هذه تقنية فريدة يمكنها إنتاج هياكل تحاكي الأنسجة العظمية عن كثب. ويمكن استخدامها في التطبيقات السريرية حيث يوجد طلب كبير لإصلاح عيوب العظام في الموقع، مثل تلك الناجمة عن الصدمات أو السرطان أو حيث يتم استئصال جزء كبير من الأنسجة".

وقبل هذا العمل، إذا احتاج المريض إلى قطعة من العظام، فسيتعين على الأطباء إزالة قسم من مكان مختلف في الجسم.

ولم تكن الطباعة ثلاثية الأبعاد متاحة إلا بالذهاب أولا إلى المختبر لتصنيع الهياكل باستخدام أفران عالية الحرارة ومواد كيميائية سامة.

وقال الأستاذ المساعد كريستوفر كيليان، الذي شارك في تطوير التكنولوجيا المتقدمة: "ينتج عن هذا مادة جافة يتم إحضارها بعد ذلك إلى بيئة سريرية أو في المختبر، حيث يغسلونها بغزارة ثم يضيفون إليها الخلايا الحية. ويمكننا التوجه مباشرة إلى العظام حيث توجد الخلايا والأوعية الدموية والدهون، وطباعة بنية تشبه العظام تحتوي بالفعل على خلايا حية، في تلك المنطقة. ولا توجد حاليا تقنيات يمكنها القيام بذلك بشكل مباشر".

ويشكل الحبر الخاص المصنوع للعملية بنية مشابهة كيميائيا للبنات بناء العظام، وفقا للعلماء.

وتمت صياغة الحبر بطريقة تجعل التحويل سريعا وغير سام في البيئة البيولوجية، ولا يبدأ إلا عند تعرض الحبر لسوائل الجسم، ما يوفر وقتا طويلا للعمل للمستخدم النهائي، على سبيل المثال، الجراحون.

ويتحد الحبر مع مادة كولاجينية تحتوي على خلايا حية، حيث يتيح التصنيع في الموقع لأنسجة شبيهة بالعظام والتي قد تكون مناسبة لتطبيقات هندسة أنسجة العظام، ونمذجة المرض وفحص الأدوية، وإعادة بناء العظام في الموقع.

المصدر: ديلي ميل