باحثون يقومون بصناعة أول "قلب على رقاقة" باستخدام الطابعة ثلاثية الأبعاد

تعدّ الطباعة ثلاثية الأبعاد هي الأفق الجديد للبناء وتطوير المواد. ومن أحدث إنجازاتها الأنسجة العضوية الاصطناعية التي يمكن لها أن تحاكي بنية الخلايا البشرية ووظيفتها بدقة. وقد تم تفصيل هذا التطور - الذي أجري من قبل الباحثين في كلية جون بولسون للهندسة والعلوم التطبيقية (SEAS) في جامعة هارفارد - في مجلة نيتشر ماتيريالز.

وتعتبر هذه "الأعضاء على رقائق" بدائل اصطناعية للقلب والكبد والعظام والغضاريف والأنسجة الأخرى، وقد تم تصنيع "عضو على رقاقة" للمرة الأولى على الإطلاق من هيكل ثلاثي الأبعاد وفيه العديد من الآبار التي تحتوي مستشعرات وأنسجة منفصلة، والتي بدورها توفر عرضاً إلكترونياً وغير مؤلم للعمل داخل الجسم. ويتم صناعة هذه الأنسجة بالطابعة من ستة أحبار مختلفة والتي تقوم بدمج مستشعرات الضغط المنخفض مع البنية المطبوعة للأنسجة.

كما تم تطوير أنظمة تحاكي أنسجة الرئتين واللسان والأمعاء، وأفاد الباحثون أن هذه العملية يمكن تكرارها بسهولة وكذلك تخصيصها لإعداد أنواع أخرى من الأعضاء.

تغيّر جذري في الاختبارات السريرية

ويقول يوهان أولريك ليند، وهو باحث في معهد ويس للهندسة المستوحاة من البيولوجيا في جامعة هارفارد: "تسمح لنا هذه الطريقة الجديدة القابلة للبرمجة ببناء "الأعضاء على الرقائق" بتخصيص وتغيير تصميم النظام بسهولة من خلال دمج المستشعرات، كما أنها أيضاً تبسّط الحصول على البيانات".

ويذكر أن هذه "الأعضاء على رقائق" - والتي تعرف أيضاً باسم "الأنظمة الفيزيولوجية الدقيقة" - لها الكثير من الاحتمالات في الهندسة النسيجية في المختبر وأبحاث فحص الأدوية. كما يعتبر هذا التطور أيضاً بديلاً واعداً للتجارب التقليدية على الحيوانات، مما قد يؤدي إلى الحفاظ على حياة عدد لا يحصى من الحيوانات التي نخسرها في التجارب السريرية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للأنسجة التي تتم صناعتها بواسطة الطابعة التغلب على المتغيرات غير المتوقعة في التجارب السريرية للعلاجات، مما يسرّع من الحصول على موافقة للأدوية الجديدة.

وتقول جنيفر لويس، وهي المؤلفة المشاركة في الدراسة وأستاذ الهندسة المستوحاة من البيولوجيا في معهد هانز يورج فيز: "إن هذه الدراسة هي إثبات قوي لكيفية استخدام برنامجنا لإعداد رقائق موجهة ووظيفية بشكل كامل، وذلك لفحص الأدوية وعرض الأمراض."