پرینترهای سه‌بعدی و چاپ اندام‌های مصنوعی

1

پرینترهای سه‌بعدی یکی از داغ‌ترین فناوری‌های حال حاضر دنیا هستند. حتی اوباما نیز در یکی از سخنرانی‌هایش از راه‌اندازی مراکزی صنعتی بر مبنای این فناوری خبر داده بود. یکی دو هفته قبل هم شاهد عرضه یکی از سرگرم‌کننده‌ترین کاربردهای این فناوری بودیم. خودکار سه بعدی یا ۳D Doodler که به کمک آن می‌توانستید اجسام سه‌بعدی از جنس پلاستیک را در فضای سه‌بعدی ترسیم کنید.

پرینترهای سه‌بعدی و اعضای بدن
یکی از گوش‌های پروتزی که توسط محققین دانشگاه کورنل از سلول‌های غضروفی زنده ساخته شده است.

اما پزشکان و مهندسین دانشگاه کورنل در ۲۰ فوریه کاربرد تازه‌ای از این فناور چاپ سه‌بعدی را به دنیا نشان دادند. تولید یک گوش مصنوعی تقریبا مشابه گوش طبیعی که از سلول‌های زنده و با کمک فناور چاپ سه بعدی تولید شده است. محصول آن‌ها که مشخصات و شیوه تولید آن در مقاله‌ای در PLOS ONE منتشر شده، به منظور کمک به کودکانی طراحی شده است که به واسطه نقایص مادرزادی مانند microtia گوش خارجی آن‌ها رشد کافی نداشته است.

این پروتز محصول فرآیندی چند مرحله‌ای است و می‌تواند جایگزین مواد مصنوعی قدیمی شود که بافتی شبیه استایروفوم دارند. همچنین می‌تواند به عنوان روشی کم دردسرتر جایگزین سیستم برداشت غضروف از قفسه سینه بیمار شود..

برای این کار محققان نخست مدلی سه‌بعدی از گوش بیمار بوجود می‌آورند. آن‌ها برای این نمونه گوش کودکی سالم را اسکن کردند، اما به صورت تئوری می‌توانند در صورتی که microtia تنها به یک گوش آسیب رسانده باشد، گوش سالم بیمار را اسکن کرده و قرینه کنند تا به مدلی دقیقا شبیه گوش سالم دست یابند. در مرحله بعدی آن‌ها از یک پرینتر سه‌بعدی برای ساخت قالبی با شکل دقیق گوش استفاده می‌کنند.

پرینترهای سه‌بعدی
یک پرینتر سه بعدی قالبی پلاستیکی از یک گوش را به عنوان اسکلتی برای پوشش کولاژنی چاپ می‌کند

سپس آن‌ها قالب را با ژل کولاژن با چگالی بالا پر کردند. بنا بر ادعای این محققین، این ژل استحکامی مشابه Jell-O  دارد. Jell-O برندی است که در ایالات متحده ژله خوراکی تولید می‌کند و به نامی مصطلح برای تمام فرآورده‌های خوراکی ژلاتینی تبدیل شده است.

لیزر هموروئید درمان بواسیر در کلینیک تخصصی هموروئید تهران
گوش
یک گوش کولاژنی که باید به عنوان محلی برای کشت سلول‌های غضروفی زنده مورد استفاده قرار گرفته و در زیر پوست نصب شود

پس از اتمام مراحل چاپ، محققان سلول‌های غضروفی را به داخل ماتریس کولاژنی تزریق می‌کنند. برای این نمونه آن‌ها از نمونه‌های غضروفی گاو استفاده کردند، اما پیش‌بینی می‌شود که بعدتر در عمل بتوان از سلول‌های غضروفی ناحیه‌ای از بدن خود بیمار برای این کار بهره برد.

با گذراندن یکی دو روز در یک ظرف پتری مملو از مواد مغذی، سلول‌های غضروفی شروع به تکثیر کرده و به تدریج جایگزین کولاژن می‌شوند. پس از آن گوش می‌تواند با عمل جراحی به بدن انسان پیوند زده شده و با پوست پوشیده شود تا سلول‌های غضروفی در محیطی طبیعی‌تر به رشد و تکثیر خود ادامه داده و جایگزین کولاژن شوند.

تا کنون تیم محققان تنها توانسته‌اند گوش مصنوعی را روی پشت موش‌های آزمایشگاهی و زیر پوست آن‌ها کار بگذارند. پس از سه ماه اتصال به بدن موش‌ها، سلول‌های غضروفی جایگزین کل بافت کولاژن شده و کل قالب گوش را پر کرده‌اند. در عین حال این پروتز فرم و شکل اولیه خود را حفظ کرده است.

در گزارش منتشر شده از این تحقیق، جیسون اسپکتور (Jason Spector) یکی از محققین پروژه گفته است که استفاده از سلول‌های خود بیمار می‌تواند احتمال پس زدن عضو پیوندی توسط بدن بیمار را به شدت کاهش دهد. لاورنس بوناسار (Lawrence Bonassar) یکی دیگر از محققین پروژه اشاره کرده است که علاوه بر نقایص مادرزادی، این پروتز می‌تواند برای کسانی که گوش خارجی خود را در اثر سرطان یا حوادث از دست می‌دهند نیز مفید باشد. این پروتز زمانی که برای یک کودک مبتلا به microtia مورد استفاده قرار گیرد، همراه با رشد سر در طول زمان رشد نمی‌کند. به همین دلیل محققین پیشنهاد می‌کنند که کارگذاشتن این پروتز در سنین ۵ تا ۶ سالگی انجام شود، یعنی زمانی که گوش‌ها به طور طبیعی تا ۸۰ درصد اندازه‌شان در بزرگسالی رشد کرده‌اند.

بزرگ‌ترین مزیت این فناوری جدید نسبت به شیوه‌های موجود این حقیقت است که شیوه تولید در این روش قابل سفارشی شدن است. به همین دلیل می‌توان انتظار داشت که در آینده بتوان گوش‌هایی با ظاهر نسبتا طبیعی را در بازه‌های زمانی کوتاه برای هر بیمار تولید کرد. در واقع محققین از زمان ارایه این تحقیق، فرآیندها را بهبود داده‌اند که این بهبودها شامل تلاش برای ابداع روشی بوده است که در آن مستقیما از کولاژن به عنوان «جوهر» پرینتر سه‌بعدی برای چاپ گوش استفاده شود و نیازی به قالب پلاستیکی نباشد.

البته هنوز این کار با مشکلاتی نیز روبرو است. در حال حاضر محققین ابزاری برای تکثیر یا برداشت سلول‌های غضروفی کافی از بدن بیماران خردسال در اختیار ندارند تا بتوانند به کمک آن‌ها گوش را تولید کنند. درست به همین دلیل است که در این تحقیق از سلول‌های غضروفی گاو استفاده شده است. به علاوه برای تایید بی خطر بودن این پیوند برای انسان به آزمایش‌های بیشتری نیاز است. گروه محققین اعلام کرده‌اند که در حال تلاش برای حل این مشکلات هستند و امید دارند که چنین پروتزی را تا سال ۲۰۱۶ به بدن انسان پیوند بزنند.

منبع (+)

   

پستهای اخیر

توییت ایلان ماسک مبنی بر توقف فروش خودروهای تسلا با بیت کوین، باعث کاهش ارزش بیت کوین به میزان ۷…

تسلا فروش خودروهایش با بیت کوین را متوقف کرده است. ایلان ماسک روز پیش در توییتی به این امر اشاره کرد و گفت که به خاطر اینکه برای معدن‌کاوی بیت کوین، عملا از انرژی حاصل از سوخت‌های فسیلی استفاده می‌شود، این تصمیم را گرفته است. به دنبال…

زندگینامه دافنه دوموریه و یادی از رمان ربکا به بهانه زادروز دوموریه

دافنه دوموریه، رماننویس و نمایشنامهنویس معروف بریتانیایی است که بیش‌تر شهرتش را مدیون رمانِ ربه‌کا (۱۹۳۸) می‌باشد. هم‌چنین داستان کوتاه او به‌نام پرندگان نیز معروف است. بعدها این دو کتاب توسط آلفرد هیچکاک به فیلم تبدیل شدند. دافنه…

بهترین راه رایگان برای رنگی کردن خودکار عکس‌های سیاه و سفید: هوش مصنوعی سایت My Heritage

راه‌های زیادی برای رنگی کردن عکس‌های سیاه و سفید وجود دارد. اگر کسی فتوشاپ‌کار خوبی باشد، می‌تواند با کیفیت خوبی این کار را انجام بدهد. اما به جز فتوشاپ نرم‌افزارهای جانبی زیادی هم برای این کار وجود دارند که طیف متفاوتی دارند. برخی از…

گوشی زنفون ۸ فلیپ ایسوس، دوربین پشت را با یک اشاره شما به سمت جلو می‌چرخاند و به دوربین سلفی تبدیل…

از زمانی که گوشی‌های با صفحه نمایش لبه و لبه و سطح جلویی بدون حاشیه مد شدند، تولیدکننده‌ها وارد یک چالش جدی شدند: اینکه چطور باید حسگر اثر انگشت، دوربین سلفی و یا حسگرهای مرتبط برای تشخیص چهره را در جلوی گوشی جا بدهند. امید زیادی بود…

ای کاش ایلان ماسک اجازه می‌داد این موتورسیکلت الکتریکی مفهومی تسلا ساخته شود

یک طراح، تصاویری از موتورسیکلت الکتریکی مفهومی تسلا را جمع‌آوری و منتشر کرده است. با دیدن این موتورسیکلت، آرزو می‌کنید تسلا وارد بازار موتورسیکلت شود ولی ایلان ماسک هرگز این اجازه را نمی‌دهد. در سال ۲۰۱۸، یکی از سهامداران تسلا از ایلان…

محک‌زنی‌ها نشان می‌دهند آیپد پرو M1 بیش از ۵۰ درصد سریع‌تر شده و بالاتر از قوی‌ترین مک‌بوک پرو است

اولین آیپد پروهای مجهز به پردازنده M1 اواخر همین ماه میلادی به دست مشتریان می‌رسند. اما نتایج اولیه محک‌زنی قدرت پردازشی این تبلت‌های جدید توسط Geekbench منتشر شده است که نشان می‌دهد آیپد پرو M1 بیش از ۵۰ درصد سریع‌تر از نسل قبل است. این…
1 نظر
  1. فرشاد می گوید

    یک قدم به سوی تله‌پورتیشن !!! 😉

پاسخ به فرشاد
لغو پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.