ساخت ضربان عضله قلب با استفاده از نوع جدیدی از جوهر و فناوری چاپ سه بعدی

فناوری پرینت سه بعدی در حال حاضر در حال تغییر روش‌های مرسوم تولید است. این تکنولوژی دنیایی از امکانات بدون مرز است. ما اکنون بزرگترین ساختمان پرینت سه بعدی در فلوریدا و حتی نسخه چاپ‌شده سه بعدی لامبورگینی آونتادور SV را نیز که با این فناوری تولید شده‌اند را دیده‌ایم.

در زمینه پزشکی هم، دانشمندان در چند سال گذشته بخش‌های پرینت سه‌بعدی ساختارهای قلب و حتی مدل‌های قلب انسان با چاپ زیستی سه‌بعدی کامل را تولید کرده‌اند که کمکی بزرگ در تلاش برای یافتن درمان‌های جدید برای بیماری‌های قلبی است.

اکنون نیز بر اساس یک مقاله جدید منتشرشده، محققان دانشکده مهندسی و علوم کاربردی جان ا. پالسون (SEAS) دانشگاه هاروارد، یک جوهر هیدروژل جدید حاوی الیاف ژلاتین ساخته و از آن برای چاپ سه بعدی یک محفظه عملکردی قلب و شبیه سازی ضربان قلب انسان استفاده کرده‌اند.

جوهر ژل تزریق شده با فیبر (FIG) به سلول‌های ماهیچه قلب چاپ شده با چاپ سه بعدی اجازه می‌دهد تا با محفظه قلب انسان هماهنگ شده و با هم تپش کنند. هدف فوری محققان کشف درمان‌های جدید برای بیماری قلبی است، در حالیکه برنامه بلندمدت آنها ساخت بافت‌های قابل کاشت است.

الیاف اضافه شده به جوهر قابل چاپ

سوجی چوی، نویسنده اول مقاله، با توضیح اینکه چگونه فناوری پرینت سه بعدی تاکنون نتوانسته است به همسویی سلول های قلب و عروق که مسئول انقباض قلب هستند، دست یابد، گفت:

همیشه سعی شده است تا ساختارهای اندام قلب تولید شوند و برای آزمایش ایمنی و اثربخشی دارو به عنوان راهی برای پیش‌بینی آنچه ممکن است در محیط بالینی و عملی اتفاق بیفتد، عمل کنند. اما جوهر FIG می‌تواند از طریق نازل چاپ جریان یابد و پس از چاپ ساختار نیز شکل سه بعدی خود را حفظ کند. به دلیل این ویژگی‌ها، من دریافتم که می‌توان ساختاری شبیه بطن و سایر اشکال پیچیده سه بعدی را بدون استفاده از مواد یا بخش‌های اضافی چاپ کرد.

چوی توضیح می‌دهد که چالش‌برانگیزترین بخش این فرآیند، حفظ نسبت مطلوب بین الیاف و هیدروژل در جوهر بود. پس از رسیدن به این هدف، او تحریک الکتریکی را بر روی ساختارهای چاپ سه بعدی ساخته شده با جوهر FIG اعمال کرد که در نهایت موج هماهنگی از انقباضات ایجاد شد.

چوی گفت:

بسیار هیجان‌انگیز بود که ببینیم محفظه به روشی مشابه پمپاژ بطن‌های قلب واقعی کار می‌کند.

این تیم امیدوار است که از جوهر FIG برای ساخت دریچه های قلب مینیاتوری دو محفظه استفاده شود.

این مطالعه در Nature Materials منتشر شد.

منبع: Interestingengineering