چاپ روی اعضا و بافت‌های داخلی بدن با بازوی رباتیکی
پتانسیل های چاپ سه بعدی زیستی با کمک مهندسان دانشگاه نیوساوث ولز استرالیا گسترش یافته است. آنها یک بازوی رباتیک ابداع کردند که می تواند به طور مستقیم روی اعضا و بافت های داخلی بدن چاپ کند.
در سال های اخیر فناوری چاپ سه بعدی برای ساخت مواد زیستی حاوی سلول های زنده (جوهر زیستی) و داروها در درمان های مختلف به عنوان مثال وصله های معده ای و روده ای به کار می رود.
در حال حاضر چاپ زیستی بیشتر برای تحقیق و توسعه داروهای نوین به کار می رود. این امر نیازمند استفاده از پرینترهای سه بعدی بزرگی است که ساختارهایی را با جراحی در بدن انسان قرار می دهند. چنین روشی ریسک های مختلفی دارد از جمله جراحت بافت و ایجاد عفونت.
از آنجا که مواد زیستی به طور معمول دارای ساختارهای نرم و شکننده هستند، احتمال زیادی وجود دارد هنگام کنترل آنها با دست طی فرایند پیوند آسیب ببینند.
بیشتر بخوانید:
این هوش مصنوعی از پس هر امتحانی بر می‌آید!
حرکت باورنکردنی ربات بازیگوش روی سطح داغ+ فیلم
صحبت کردن با مردگان،ترسناک اما واقعی!
یک چالش دیگر نیز استفاده از ساختارهای سه بعدی عدم هماهنگی بین ساختار و سطح بافتی است که پیوند روی آن صورت می گیرد. بنابراین پیوند مواد زیستی که به طور مستقیم روی بافت هدف قرار می گیرند یک راه حل نوید بخش به حساب می آیند.
در همین راستا محققان دانشگاه نیوساوث ولز یک بازوی رباتیک مینیاتوری، انعطاف پذیر و نرم ابداع کردند که می توان آن را مانند اندوسکوپ داخل بدن قرار داد تا مواد زیستی را به طور مستقیم روی سطح عضو و بافت بدن چاپ کند.
نمونه اولیه پرینتر مذکور که F3DB نام دارد، از خارج کنترل می شود و شامل یک بازوی رباتیک بلند و انعطاف پذیر است که در انتهای آن یک سر چرخشی با قدرت مانور وسیع قرار می‌گیرد که جوهر زیستی را از طریق یک نازل مینیاتوری و چند جهتی «چاپ» می‌کند.
تان نگو دو یکی از مولفان پژوهش می گوید: روش های چاپ زیستی فعلی نیازمند موادی هستند که خارج از بدن ساخته و در بدن فرد قرار گیرند. این فرایند نیازمند یک جراحی باز و طولانی مدت است که ریسک عفونت را بالا می برد. اما پرینتر زیستی سه بعدی ما کمک می کند با روشی کم تهاجمی، مواد زیستی به طور مستقیم روی بافت هدف یا عضو قرار گیرند. نمونه اولیه پرینتر ما به دلیل بدنه انعطاف پذیرش، می تواند مواد زیستی چند لایه را در اندازه و اشکال مختلف و در مناطقی که دسترسی به آنها سخت است، چاپ کند.
محققان این دستگاه را خارج بدن و روی سطوح صاف و خمیده از جمله داخل یک کلون مصنوعی و همچنین سطح کلیه خوک با استفاده از شکلات، ژل کامپوزیت و مواد زیستی آزمایش کردند تا اشکال مختلفی را با دقت چاپ کنند.
آنها متوجه شدند سلول ها در فرایند چاپ تغییر نمی کنند و اکثر آنها پس از آن نیز همچنان زنده هستند.
دستگاه مذکور علاوه بر چاپ مواد زیستی مانند یک دستگاه اندوسکوپ معمولی عمل می کند و با استفاده از فشار آب ساختارها را پاکسازی و بافت ها را تشریح می کند.
این تحقیق در ژورنال ادونسد ساینس منتشر شده است.