چاپ سه‌بُعدی قرنیه‌ی انسان

 

مجله علمی ایلیاد – گروهی از دانشمندان در دانشگاه نیوکاسل توانستند برای نخستین بار قرنیه‌ی انسان را به طور سه‌بُعدی چاپ کنند. قرنیه به‌عنوان بیرونی‌ترین لایه‌ی چشم انسان نقش قابل توجهی در تمرکز بینایی دارد. این لایه مسئولیت انتقال و شکست پرتوهای نور را که با لنزها روی شبکیه متمرکز می‌شوند، بر عهده دارد. کمبود قابل توجهی در پیوند قرنیه احساس می‌شود.

 

سازمان بهداشت جهانی تخمین زده است که ۱۰ میلیون نفر در سراسر دنیا برای پیشگیری از کوری قرنیه در اثر تراخم به جراحی نیاز دارند و ۴.۹ میلیون نفر دیگر هم به دلیل زخم قرنیه از کوری کامل رنج می‌برند. نیاز بالینی برای اهداکنندگان قرنیه، منجر به تلاش‌های فزآینده‌ای در توسعه‌ی جایگزین‌هایی تحت عنوان قرنیه مصنوعی گردیده است. برای این کار، معیارهای خاصی باید مد نظر قرار بگیرند.

پروفسور «چه کانون» از دانشگاه نیوکاسل و همکارانش امکان‌پذیریِ تولید قرنیه‌های زیستی مصنوعی را با استفاده از چاپ سه‌بُعدی پنوماتیک بررسی کردند. محققان توانستند با ایجاد «جوهر زیستی» از سلول‌های بنیادی قرنیه‌ی انسان به همراه نمک اسیدی آلژنیک و کولاژن، قرنیه‌ها را چاپ کنند. این جوهر زیستی به صورت موفقیت‌آمیزی به قالب دایره‌ای مانندی تزریق شد تا شکل قرنیه‌ی انسان به‌وجود آید. چاپ این قرنیه کمتر از ۱۰ دقیقه به طول انجامید. سپس یافته‌ها نشان داد که سلول‌های بنیادی به رشد و کشت می‌پردازند.

پروفسور کانون افزود: «گروه تحقیق من که اعضایی از سراسر جهان در آن کار می‌کنند، دنبال جوهر زیستی ایده‌آل برای میسر ساختن این فرآیند بوده‌اند. ژِل منحصربه‌فرد ما سلول‌های بنیادی را زنده نگه می‌دارد و ماده‌ای را تولید می‌کند که برای حفظ شکل آن به قدری کافی سِفت است؛ در عین حال این ماده به قدر کافی هم نرم است تا از درون دهانه‌ی چاپگر سه‌بُعدی عبور کند. ما برای انجام این کار به مرور تحقیقات قبلی هم نیاز داشتیم. در آن تحقیقات، ما سلول‌ها را برای چند هفته در دمای اتاق در درون هیدروژل مشابهی، زنده نگه داشتیم. حالا ما جوهری زیستی حاوی سلول‌های بنیادی داریم که آماده‌ی استفاده است و به کاربران اجازه می‌دهد تا بافت‌ها را بدون نگرانی درباره‌ی رشد جداگانه سلول‌ها، چاپ کنند.»

دانشمندان همچنین نشان دادند که می‌توانند قرنیه‌ای را برای مطابقت با خصوصیات منحصربه‌فرد بیمار بسازند. ابعاد بافت چاپ شده از قرنیه‌ی واقعی گرفته می‌شوند. محققان با اسکن چشم بیمار توانستند از داده‌های جمع‌آوری شده برای چاپ سریع قرنیه استفاده کنند. این قرنیه‌ی چاپ شده با اندازه و شکل قرنیه‌ی واقعی مطابقت داشت.

آقای کانون در ادامه خاطر نشان کرد: «قرنیه‌های چاپ شده به صورت سه‌بُعدی حالا باید بیشتر مورد آزمایش قرار بگیرند و احتمال می‌رود چندین سال طول بکشد تا به جایگاهی برسیم که از آن‌ها برای پیوند استفاده کنیم. اما با این حال، ما نشان دادیم که امکان چاپ قرنیه با بهره‌گیری از مختصات چشم بیمار وجود دارد و این روش از ظرفیت‌های لازم برای رفع کمبودهای جهانی برخوردار است. ما از موفقیت‌مان در زمینه‌ی چاپ سه‌بُعدی قرنیه بسیار خرسند و مفتخر هستیم. بالواقع ما به موفقیت بزرگی در این زمینه دست یافته‌ایم و این پژوهش ما را یک گام به کاهش نیاز برای قرنیه‌های اهدایی نزدیک‌تر می‌کند.»

این مقاله در مجله‌ی Experimental Eye منتشر شده است.

 

نوشته: SciNews
ترجمه: منصور نقی‌لو - مجله علمی ایلیاد

منبع: sci-news.com