ابداع جوهر سرامیکی که چاپ سه‌بعدی استخوان با سلول‌های زنده را ممکن می‌کند

محققان نوعی جوهر سرامیکی ساخته‌اند که به پزشکان اجازه می‌دهد قطعات استخوان را مستقیماً در درون بدن بیمار چاپ کنند.

لفظ «چاپ سه بعدی زیستی» (3D bioprinting) به استفاده از فناوری چاپ سه بعدی برای تولید قطعات زیست‌پزشکی اتلاق می‌شود که می‌توان در نهایت از آنها برای ساخت اعضای پیوندی یا دیگر قسمت‌های بدن استفاده کرد. با اینکه بشر هنوز تا رسیدن به این مرحله فاصله زیادی دارد، در چند دهه اخیر پیشرفت‌های چشمگیری در زمینه ساخت قسمت‌های مصنوعی برای بدن حاصل شده است.

محققان دانشگاه نیو ساوت ولز استرالیا به دستاورد جالب توجهی در یکی از مشکل‌ترین زمینه‌های چاپ سه بعدی زیستی دست یافتند: چاپ سه بعدی استخوان‌ها. آنها نوعی جوهر سرامیک خاص ساخته‌اند که قابلیت پرینت شدن با سلول‌های زنده بدون ایجاد مواد شیمیایی مضر در دمای اتاق را دارد. هدف نهایی این است که بتوان از این جوهر مستقیماً برای چاپ سه بعدی استخوان به درون شکستگی‌ها و حفره‌های استخوان بیمار استفاده کرد.

«کریستوفر کیلیان» (Kristopher Kilian)، استاد دانشکده مهندسی و علوم مواد از دانشگاه نیو ساوت ولز می‌گوید: «این اولین تکنیک در نوع خود است که می‌تواند قطعه‌ای را تولید کند که به طور دقیق خصوصیات فیزیکی و بیولوژیکی استخوان واقعی را تقلید می‌کند. این روش فرصت‌های متنوع درمانی از جمله تعمیر شکستگی‌های بزرگ استخوان که به طور طبیعی بهبود پیدا نمی‌کنند را ایجاد می‌کند. علاوه بر این می‌توان از این فناوری برای تولید استخوان‌های مدل جهت مطالعه فیزیولوژی یا پاتولوژی آنها و یا کشف داروهای جدید استفاده کرد.»

محققان با استفاده از بهبود فرآیند چاپ، جوهر و استخر تولید سازه‌های استخوان شکل با سلول‌های زنده موفق به پرینت کردن قطعات کوچک استخوان شده‌اند. آنها می‌خواهند در قدم بعدی از این تکنیک روی جانوران استفاده کنند تا ببینند می‌توان از آن برای درمان شکستگی‌های بزرگ استفاده کرده یا خیر. محققان امیدوارند در طولانی مدت بتوان پرینتر و جوهر را مستقیماً به اتاق عمل آورد و استخوان‌های مورد نیاز را حین عمل جراحی تولید نمود.

مقاله‌ای در رابطه با این دستاورد اخیراً در ژورنال Advanced Functional Materials منتشر شده است.