الاقتراب خطوة لاستبدال الشرايين باستخدام الهندسة الحيوية

طور فريق من الباحثين في مستشفى بريغهام طريقة لتكوين هياكل أنبوبيية حيوية تحاكي بشكل أفضل الأوعية والقنوات المحلية في الجسم. وتتيح تقنية البيولوجي ثلاثية الأبعاد ضبط خصائص الأنسجة المطبوعة ، مثل عدد الطبقات والقدرة على نقل المغذيات. هذه الأنسجة أكثر تعقيدا توفر بدائل قابلة للبقاء محتملة للأنسجة التالفة. يصف الفريق منهجها الجديد ونتائجها في بحث منشور في 23 أغسطس في المواد المتقدمة.

وقال يو شريكي زهانغ ، وهو مؤلف بارز في الدراسة وعميد بيولوجي مساعد في قسم الطب في مستشفى BWH: "إن الأوعية الدموية في الجسم ليست موحدة". "تولد هذه الطريقة المتراكبة عن البُنى الأنبوبية المعقدة التي تحاكي تلك الموجودة في النظام البشري بدقة أعلى من الأساليب السابقة."

كثير من الاضطرابات تضر الأنسجة الأنبوبية: الشرايين وتصلب الشرايين والتخثر الأوعية الدموية ، في حين أن الأنسجة urothelial يمكن أن تعاني من الآفات الالتهابية والأعراف الخلقية الضارة.

لتصنيع "الحبر الحيوي" ثلاثي الأبعاد ، قام الباحثون بخلط الخلايا البشرية مع هيدروجيل ، وهي بنية مرنة تتكون من بوليمرات محبة للماء. أنها الأمثل لكيمياء هيدروجيل للسماح للخلايا البشرية لتتكاثر ، أو "البذور" ، طوال الخليط.

بعد ذلك ، ملأوا خرطوشة bioprinter ثلاثية الأبعاد مع هذا الحبر الحيوي. أنها مزودة bioprinter مع فوهة مخصصة من شأنها أن تسمح لهم بطباعة الهياكل الأنبوبية باستمرار مع ما يصل إلى ثلاث طبقات. وبمجرد طباعة الأنابيب ، أظهر الباحثون قدرتهم على نقل المغذيات عن طريق تغذية السوائل.

وجد الباحثون أن بإمكانهم طباعة الأنسجة التي تحاكي كل من نسيج الأوعية الدموية والأنسجة البولية. انهم يخلطون خلايا عضلة ملساء بطانية وبلعثة مع هيدروجيل لتشكيل النسيج البولية. لطباعة نسيج الأوعية الدموية ، استخدموا خليطًا من الخلايا البطانية البشرية وخلايا العضلات الملساء والهيدروجيل.

كان للأنابيب المطبوعة أحجام مختلفة وسمك وخصائص. وفقا لتشانغ ، فإن التعقيد الهيكلي للنسيج البيولوجي هو أمر حيوي بالنسبة لبقائه كبديل للنسيج الأصلي. ذلك لأن الأنسجة الطبيعية معقدة. على سبيل المثال ، تتكون الأوعية الدموية من طبقات متعددة ، والتي تتكون بدورها من أنواع مختلفة من الخلايا.

يخطط الفريق لمتابعة الدراسات قبل السريرية لتحسين تركيبة الحبر الحيوي ومعلمات الطباعة ثلاثية الأبعاد قبل اختبار السلامة والفعالية.

وقال تشانغ "اننا نقوم حاليا بتحسين المعلمات والمادة الحيوية بشكل اكبر." "إن هدفنا هو إنشاء هياكل أنبوبي ذات ثبات ميكانيكي كافٍ لإعالة أنفسهم في الجسم."

اعداد وترجمة /فادي طارق 

المصدر