فناوری پرینت سه بعدی به جنگ کرونا می رود - وبلاگ روزنوشت

به گزارش وبلاگ روزنوشت، این روزها که همه مردم دنیا درگیر کووید 19 هستند دانشمندان در آزمایشگاه های خود به دنبال یافتن راهکارهایی نوین برای مقابله با کرونا و همچنین کوشش برای ساخت دارو و واکسن به منظور ریشه کن کردن این بیماری پردردسر هستند. در این میان وقتی نوبت به تحقیقات می رسد می توان گفت تکنولوژی پرینت سه بعدی و بیوپرینترها در خط مقدم جبهه مقابله با کووید 19 قرار گرفته و می تواند آینده علم پزشکی و دنیای سلامت را کاملاً متحول کند و برگ برنده محققان در نبرد با کرونا باشد.

تسریع کشف واکسن کرونا با بیوپرینترها

پرینت سه بعدی گامی عظیم در علم پزشکی و سلامت برداشته و می تواند از فرایند تشخیص و درمان بیماری ها گرفته تا تهیه دارو و کشف واکسن و...همه چیز را به کلی تغییر دهد. در شرایطی که سراسر دنیا درگیر بحران کروناست این مسأله می تواند خبر خوبی باشد چراکه بیوپرینترها می توانند اعضای بدن را پرینت نمایند و کشف روش های درمانی جدید و همچنین داروها برای انواع بیماری ها ازجمله کرونا را سرعت ببخشند. البته باید گفت در روزهای ابتدایی شیوع کرونا هم این پرینت های سه بعدی بودند که کمبود ونتیلاتور مورد احتیاج بعضی بیمارستان ها را در امریکا جبران کردند، با پرینت ونتیلاتورها سرعت ساخت این وسایل حیاتی را بالا برده و جان بسیاری از انسان ها را نجات دادند.

هرچند پیش از این خبرهایی از پرینت و ساخت خانه، اسلحه، اسباب بازی و... به گوش می رسید و حتی امکان تهیه یک شام خوشمزه با پرینت سه بعدی وجود داشت اما حالا علم یک گام پیش تر رفته و می توانید خودتان را پرینت بگیرید. تعجب نکنید با این بیوپرینترها، می توان بخشی از اندام های بدن را پرینت کرد تا کمتر به اهدای عضو در دنیا احتیاج باشد. هرچند علم پزشکی هنوز در ابتدای راه قرار گرفته است ولی بی شک روزی فرا می رسد که دیگر هیچ بیماری در انتظار عضو برای پیوند باقی نمی ماند.

درحالی که ابتدا از نازل های پرینترهای سه بعدی، تنها لایه های پلاستیک و سیمان و... برای ساخت وسایل سه بعدی، خانه و... خارج می شد حالا بیوپرینترها در تکنولوژی مشابهی به پزشکان اجازه می دهند تا بعضی اعضای بدن را پرینت نمایند؛اعضایی که دقیقاً از سلول های انسانی ساخته شده اند. این سلول ها روی تراشه هایی بسیار کوچک قرار می گیرند تا در نهایت جایگزین اعضای بدن شوند. برای این کار ابتدا از بدن فردی که به عضو جدید احتیاج دارد سلول های بنیادی را استخراج نموده و آنها را کشت می نمایند تا تعدادشان زیاد گردد سپس این سلول ها به جوهر زیستی(bioink) تبدیل می شوند که ترکیبی مایع از سلول ها و هیدروژل است و در نهایت به صورت ژلاتین شکل درمی آید. این جوهر زیستی از نازل های بیوپرینتر به قطر 2میکرون(یک هشتادم قطر موی انسان) خارج می شوند و کم کم عضو مورد نظر تشکیل می گردد. البته موضوع به این سادگی هم نیست و پس از این مرحله ساخت رگ های خونی بسیار زمانبر و پردردسر است. درنهایت عضو پرینت شده، در آزمایشگاه ساخته شده و سپس به فرد پیوند زده می گردد یا اینکه از همان ابتدا البته در شرایط و محیطی خاص، مستقیماً در بدن فرد کاشته می گردد.

هرچند بیوپرینت روش سریعی نیست اما می تواند درآینده راهکاری مناسب برای احتیاجمندان پیوند عضو باشد. ازسوی دیگر مسائلی ازجمله حمله سیستم ایمنی به دریافت نماینده عضو نیز تا حد زیادی از بین می رود چرا که این محصول دقیقاً از سلول های فرد ساخته شده و درنتیجه بدن به آن واکنش نامناسبی نشان نمی دهد یا پیوند را پس نمی زند. از سوی دیگر با این روش افراد دریافت نماینده عضو عمری عادی خواهند داشت. بیماران پیوندی مجبورند تا انتها عمر خود از داروهای سرکوب ایمنی استفاده نمایند به همین دلیل هم در معرض ابتلا به انواع بیماری ها ازجمله سرطان قرار می گیرند که بیوپرینترها می توانند همه این مسائل را حل نمایند. این افراد بویژه در بحران هایی همچون کرونا بشدت آسیب پذیر می شوند و دانشمندان درکوششند با یاری پرینت سه بعدی، خود را برای بحران ها و پاندمی های آینده آماده نمایند تا در شرایطی مشابه، این بیماران تا این حد آسیب پذیر نباشند.

گفته می گردد ساخت بافت های مسطح همچون پوست و همچنین بافت های توخالی همچون مثانه و معده با بیوپرینترها نسبتاً آسان است اما برای پرینت اعضای پیچیده همچون کبد، پانکراس، کلیه و قلب باید بیشتر صبر کرد.از این روش برای درمان انواع سرطان ها و رساندن مستقیم دارو به بافت آسیب دیده و همچنین درمان سوختگی ها نیز می توان براحتی استفاده کرد.

ردپای کمپانی HP در مطالعات کرونا

شاید نام پرینترهای HP با کارهای اداری پیوند خورده باشد اما بهتر است بدانید این کمپانی بیوپرینترهایی با نام D300 هم برای صنعت پزشکی فراوری نموده که به جای کاغذ، از داروها و اعضای بدن پرینت می گیرد. تا به امروز از این پرینترها در تحقیقات و ساخت دارو برای ایدز استفاده فراوانی شده و حالا کمپانی HP با اهدای 4 بیوپرینتر D300 به 4 محقق در امریکا، اسپانیا، فرانسه و ایتالیا، کوشش دارد تا راه برای ساخت داروی مناسب برای مقابله با کرونا هموارتر گردد.

محققان انستیتو Regenerative Medicine در کارولینای شمالی امریکا هم با پرینت کردن ریه توسط بیوپرینترها کوشش دارند تا راه های درمانی مختلف و همچنین نحوه پیشرفت بیماری کرونا و درگیر شدن ریه ها را با دقت بیشتری رصد نمایند. این گروه در حال کوشش برای پرینت و ساخت ریه در ابعادی بسیار کوچک با اندازه ای در حد سر سوزن هستند تا دقیقاً دریابند کووید 19 چگونه سلول های ریه را درگیر می نماید و درعین حال بتوانند داروها و روش های درمانی مختلفی که توسط دانشمندان دیگر عنوان می گردد را غربالگری نمایند تا زودتر نتیجه درمانی را ببینند. ساخت یک ریه کامل بسیار زمانبر است و با توجه به تشدید بیماری زایی کووید 19 و همه گیری آن در دنیا، دانشمندان ترجیح دادند با شبیه سازی نمونه هایی بسیار کوچک از این عضو بدن، سریعتر به دنبال راهکارهای درمانی به منظور مقابله با این ویروس کوچک، اما پرخطر باشند. آنتونی آتالا از محققان این انستیتو در زمینه پرینت اعضا و بافت های بدن مهارت بالایی دارد و پس از ساخت نمونه بسیار کوچک، آن را به آزمایشگاه های دیگر ارسال می نماید تا همزمان چندین گروه بر کووید 19 آزمایش نمایند و زودتر به نتیجه برسند.

هرچند ریه هایی که وی با یاری بیوپرینترها پرینت می نماید بسیار کوچک و به اندازه سر سوزن هستند ولی درست مشابه یک عضو کامل بدن فعالیت دارند و براحتی می توان پاسخ بدن به داروها را مورد مطالعه قرار داد؛ کاری که وی پیش از این هم برای یافتن داروی زیکا انجام داد و هیچ انسانی در معرض آزمایش های دارویی قرار نگرفت. وی در زمان شیوع ویروس زیکا(Zika) در آفریقا هم به همراه تیمش بافت های مینیاتوری را پرینت کرد و پس از آزمایش های مختلف انتها داروی مناسب را یافت اما هرگز گمان نمی کرد روزی از این روش برای مقابله با یک بیماری همه گیر در قرن بیست و یکم استفاده کند.

البته این تکنولوژی بسیار هزینه بر است و بسیاری از مؤسسات دنیا از پس هزینه های آن برنمی آیند. به همین دلیل گروهی از دانشمندان که از پس هزینه های خرید بیوپرینتر 200هزار دلاری برنیامدند دست به کار شده و با تأسیس استارتاپ Foldink اقدام به ساخت بیوپرینتر کردند. حال باید منتظر ماند و دید آیا نمونه ساخته شده توسط این استارتاپ کارآیی لازم را دارد یا خیر.

پرینت قلب و ریه در جدال با کرونا

با توجه به اینکه هر روز علائم بیماری کرونا دستخوش تغییر و تحول می گردد، دانشمندان بجز ریه دیگر اعضای بدن را نیز در تحقیقات خود مورد مطالعه قرار داده اند. به عنوان مثال یکی دیگر از اعضای بدن که مورد حمله کووید 19 قرار می گیرد روده ها و ایجاد اختلالات گوارشی بسیار شدید است و محققان پرینت سه بعدی روده را نیز بتازگی در دستور کار قرار داده اند. به این ترتیب مدل حمله ویروس کرونا به این عضو و نحوه تعامل روده با داروهای مختلف مورد آنالیز آزمایشگاهی قرار می گیرد تا کارآمدترین دارو برای برطرف مسائل ناشی از این بیماری در اختیار بیماران قرار بگیرد.

شرکت هولدینگ Novoheart در سانفرانسیسکو هم به دنبال تشخیص تأثیر کووید 19 روی قلب و همچنین تأثیر داروهای مرتبط با کووید 19 بر این عضو حیاتی بدن است چراکه یکی دیگر از اعضای بدن که در حمله کووید 19 درگیر می گردد، قلب است. این کمپانی بتازگی یک قلب سه بعدی در آزمایشگاه فراوری نموده است تا نحوه حمله کرونا به این عضو، تأثیر داروهای مختلف و همچنین تأثیر واکسن هایی که تا به امروز ساخته شده را بر این اندام حیاتی بدن مورد آزمایش قرار دهد و درنهایت واکسنی که راهی بازار خواهد شد با کمترین مشکل ممکن همراه باشد. این شرکت با محققانی از استارتاپ Clecell در کره جنوبی نیز همکاری دارد. این کمپانی کره ای هم راه های درمانی کووید 19 را در اعضای پرینت شده مورد آزمایش و آنالیز قرار می دهد. اکنون کمپانی های داروسازی متعددی در حال کوشش برای ساخت دارو یا واکسن برای مقابله با کووید 19 هستند و احتمال می رود بیوپرینترها بتوانند بسیار سریع تر از زمان پیش بینی شده، به واکسن کرونا دست یابند.

آخرین اخبار مربوط به کرونا در ایران و دنیا را اینجا بخوانید