زیست چاپ | بیوپرینت سه بعدی

توی دنیایی زندگی می کنیم که تکنولوژی روز به روز بیشتر میشه. علم و تکنولوژی، در صنعت پزشکی هم تاثیراتی داشته. در این پست، یک داستان درباره چاپ زیستی می خوانیم و درباره آن بیشتر یاد میگیریم.

در سال ۲۰۳۰ زندگی میکنیم. باورم نمیشه که هنوز هم مشکلات قلبی، آلرژی های پوستی، مشکلات استخوانی و ... از بین نرفته. توی این دنیای بی رحم، منم یکی از اوناییم که از این مشکلا زیاد داره. اسم من "لایسا"ست. استخوان های خیلی ضعیفی دارم و این مشکل توی زندگی روزمره خیلی اذیتم میکنه. کلی دکتر رفتم و معاینه شدم؛ اما هیچ دکتری نتونست من رو درمان کنه و بهم کمک کنه. یه روز که داشتم توی خونه قدم می زدم، پایم یکهو سست شد و خوردم به کتری و خب همه اون آب داغ ریخت روم! خیلی درد داشت و خب.. پوستم سوخت.. نمیفهمیدم چرا با پماد های سوختگی و خمیر دندان و... با هیچی درست نمیشد! عالی شد دیگه... به غیر از مشکل توی بعضی از استخوانام، الان پوستمم خراب شده بود. واقعا شانسم هیچ کمکی به من نکرده

توی خانواده ثروتمندی به دنیا اومده بودم؛اما هیچ کس واقعا هیچ پولی برای من خرج نمی‌کرد. تولد ۲۰ سالگی ام بود. فندک را دستم گرفته بودم تا شمعِ روی کیکم را روشن کنم؛هووف! ماموریت موفقیت آمیز بود.. یک نفس راحت کشیدم و جلوی کیک ایستادم. پشت سَرَم هم خانواده پر جمعیتمان نشسته بودند. ناگهان، برادر کوچکم برای اینکه با هم شوخی کند، من رو هُل داد، پاهایم سست شد و صورتم مستقیم رفت تو کیک..! بله.. یک سوختگی دیگه، این دفعه با شمع روشن... احساس می کردم این سوختگی خیلی وضع بد تری دارد. چاره ای نداشتیم بجز اینکه مستقیم به بیمارستان بریم.

نمیدانم چرا، اما به آمبولانس زنگ زدیم. وقتی که آمبولانس رسید، یکی از پرستاران به ما گفت که نمی تواند ما را ببرد، اما بهتر است برای سوختگی به بیمارستان تارینامارا برویم. اسمش را که شنیدم خنده‌م گرفت؛و خب نمی توانستم پنهانش کنم. با مادر و پدرم به آن بیمارستان رفتیم. روی دیوار های آنجا، پُر از عکس بود عکس از افراد مختلف و دستگاه های مختلف. روی یکی از تابلو ها، نوشته بود: تارینامارا، بیمارستان آینده مادرم رفت تا دنبال نوبت دکتر بگردد و پدرم هم من را به اورژانس برد. در اورژانس، خانمی نسبتا جوان و زیبا دیدیم که با مهربانی به ما نگاه می کرد. به توجه به گفته هایش، او، دکتر اورژانس بود. با ناراحتی به سوختگی هایم نگاه کرد و گفت:" چه زخم های بدی.. چرا از پرینت زیستی استفاده نمیکنی؟" -پرینت زیستی؟! اون دیگه چیه؟

پرینت سه بعدی، زیست چاپ یا همون بیوپریت سه بعدی، یک فناوری هست که با اون میشه بافت‌های زنده و محیط‌های کشت سلولی سه‌ بعدی با استفاده از مواد زیستی یا همان جوهرهای زیستی تولید کرد. این یعنی چی؟ یعنی اینکه این فناوری، میتونه یه سری از بخش های بدن رو به طور مصنوعی چاپ کنه! برای این کار، پزشکان از یک دستگاه به نام بیوپرینتر(یا بایوپرینتر/bioprinter) استفاده می‌کنند. با کمک این دستگاه، پزشکان میتونن بافت‌های پیچیده و حتی اندام‌های کوچک رو لایه به لایه بسازند.

تعجب کردم. نمی توانستم باور کنم. کمی فکر کردم و گفتم:" خانم، شما توی صحبت هاتون از کلمه جوهر زیستی یا یه همچین چیزی استفاده کردید. میشه بگید اون یعنی چی؟" -البته البته جوهر زیستی (Bioink) ماده‌ایه که در فرآیند پرینت زیستی سه‌ بعدی برای ساخت بافت‌های زنده و محیط‌های کشت سلولی استفاده میشه. جوهر های زیستی، معمولا از سلول‌های زنده، مواد زیستی مانند هیدروژل‌ها و مواد مغذی هستن که به سلول‌ها کمک می‌کنن تا به‌درستی رشد کنند و عملکرد خودشون رو حفظ کنن. این جوهرها برای تقلید از ساختار و ترکیب بافت‌های واقعی بدن طراحی شدن و به محققان این امکان می‌دن که مدل‌های زنده‌ای از بافت‌های مختلف مثل پوست، غضروف و حتی اندام‌های کوچک بسازن!

ویژگی منحصربه‌فرد جوهرهای زیستی اینه که میشه اونا را بر اساس نیازهای خاص هر بافت تنظیم کرد. مثلاً اگر هدف چاپ بافتی مثل غضروف باشه، جوهر زیستی مورد استفاده باید جوری باشه که قابلیت انعطاف و استحکام مورد نیاز را فراهم کنه.توی بعضی موارد، از ترکیبات مصنوعی که شباهت عملکردی به بافت‌های طبیعی دارن هم استفاده می‌شه تا فرآیند چاپ و توسعه بافت‌ها بهتر شه. در کل، جوهر زیستی نقش حیاتی توی موفقیت پرینت زیستی داره، زیرا کیفیت و ترکیب اون به‌طور مستقیم بر نتایج نهایی و عملکرد بافت چاپ‌شده تأثیر میذاره.

حالا شاید براتون سوال شده باشه که پرینتر سه بعدی زیستی چیه؟ بایوپرینتر (Bioprinter) نوعی پرینتر سه بعدی پیشرفته‌ست که برای چاپ زیستی سه‌ بعدی استفاده می‌شه. یک بایوپرینتر در حقیقت به کمک جوهرهای زیستی که حاوی سلول‌های زنده و مواد مغذی هستن، بافت‌های زنده را به صورت لایه‌به‌لایه ایجاد می‌کنه. پرینترهای سه بعدی زیستی (بایوپرینترها) به محققان و پزشکان این امکان وا میدن تا مدل‌های پیچیده‌ای از بافت‌های بدن انسان، مثل پوست، غضروف، و حتی اندام‌های کوچک را با دقت بالا بسازن. عملکرد بایوپرینتر شباهت زیادی به پرینترهای سه‌ بعدی معمولی داره، اما به جای استفاده از مواد پلاستیکی یا فلزی، از مواد زیستی استفاده می‌کنن.

بایوپرینترها می‌تونن سلول‌های زنده رو توی محیط‌های کنترل‌شده قرار بدن و با دقت مکان‌یابی سلول‌ها، ساختارهایی ایجاد کنند که عملکردی مشابه بافت‌های طبیعی بدن داشته باشن. این دستگاه‌ها در حوزه‌های مختلفی از جمله تحقیقات پزشکی، تولید بافت‌های انسانی برای آزمایش داروها و حتی در آینده برای چاپ اندام‌های قابل پیوند کاربرد دارن. بایوپرینترها یکی از مهم‌ترین ابزارها در پیشرفت علم پزشکی و زیست‌فناوری حساب میشن.

حالا میخوام از کاربرد هاش براتون بگم‌. دختر، تو مشکل استخوان و سوختگی داری، مگه نه؟ خب با این فناوری، ممکنه بتونیم پوستت رو بازسازی کنیم و برای سست و پوک بودن استخوان هات یه فکری بکنیم! چاپ زیستی سه بعدی به محققان این امکان رو میده که با توجه به اهدافشون، ترکیب و ساختار دقیق بافت مورد نظر رو تنظیم کنن. اونا میتونن از جوهرهای زیستی که ترکیبات بافت‌های طبیعی را تقلید می‌کنند یا از مواد سنتزی که کارکرد مشابه دارند استفاده کنند.

این تکنولوژی، پتانسیل خیلی خوبی برای نوآوری توی صنایع مختلف داره. اما استفاده ازش تخصص و علم زیادی میخواد، مثلا اگر ۴ سال پیش مراجعه می کردید، ممکن بود در این حد افراد تخصص نداشته بودن یا اینکه این تکنولوژی در دسترس عموم نبود. بی شک هرچقدر که بگذره، این فناوری پیشرفت میکنه و ممکنه در آینده ای نه چندان دور، شاهد این باشیم که پزشکان با چاپ زیستی، قلب یک انسان رو چاپ کردن. این تکنولوژی بی شک خودش رو به همه ثابت میکنه، از افراد کمی شروع میشه اما معروف و رایج میشه‌. این ها رو بهتون گفتم، تا بدونید امیدی هست و آینده قراره حتی بهتر از این هم بشه. حالا، راضی هستی با این فناوری بهت کمک کنیم و پوست و استخوان هات رو بهتر کنیم؟

خانم دکتر، صحبت هایش تموم شد و با لبخندی گرم به من نگاه کرد. خیلی خوشحال شدم که بالاخره ممکن بود بتوانیم مشکلم را درمان کنیم. از پدرم خواهش کردم که قبول کند تا من درمان شوم.. الان که این رو می نویسم، در سال ۲۰۴۱ هستیم. این تکنولوژی روز به روز رایج تر می شود و روز به روز افراد بیشتری از مشکلات پیوند اعضا یا سوختگی های پوستی نجات پیدا می کنند. راستی، یادم رفت بگم. من هم کاملا خوب شدم!