جراحة ثلاثية الأبعاد لطباعة أنسجة جديدة داخل جسم الإنسان

تعتبر هندسة الأنسجة مجالا ناشئا يتم فيه استخدام الخلايا والمواد والتكنولوجيا الحيوية لتحل محل أو تجدد الأنسجة التالفة أو المريضة داخل جسم الإنسان.
وحسب ما جاء في موقع "سكاي نيوز"، يتم تحقيق ذلك في الوقت الحاضر عن طريق تشكيل هياكل أو "سقالات" في مفاعل حيوي خارج جسم الإنسان لتخليق الأنسجة ومن ثم زرعها في المريض، وهي جراحة تشكل خطرا إضافيا بحدوث عدوى، وإطالة فترة التعافي، وربما حتى عدم الوصول إلى الفوائد العلاجية لزراعة الأنسجة.
ولتلافي حدوث مثل هذه المضاعفات، يقوم فريق بحثي أميركي بتطوير طريقة لتكوين سقالات أو هياكل لأنسجة ثلاثية الأبعاد داخل جسم المريض، حسبما أورد موقع فيزيكس وورلد.
ويهدف الباحثون في معهد تيراساكي وجامعة أوهايو وبنسلفانيا، إلى استخدام الطباعة الروبوتية مباشرة داخل جسم الإنسان باستخدام حبر بيولوجي خاص يقوم بحمل الخلايا الحية بطريقة دقيقة للغاية وقابلة للبرمجة والطباعة لعملية تخليق الأنسجة.
ومع ذلك، فإن أي تقنية تستخدم لطباعة الأنسجة داخل الجسم مباشرة، يجب أن تلبي مجموعة محددة من المتطلبات، ومن هذه الشروط أن تكون درجة حرارة المواد الحيوية قابلة للطباعة ثلاثية الأبعاد مثل درجة حرارة جسم الإنسان والتي تبلغ 37 درجة مئوية.
كما يجب أن تتواءم جميع الخطوات الإجرائية في طباعة الأنسجة مع طبيعة جسم المريض، فعلى سبيل المثال، تستخدم الطرق الحالية الأشعة فوق البنفسجية للربط بين الأنسجة، وهي طريقة غير آمنة الاستخدام لهندسة الجينات وطباعتها داخل جسم الإنسان.
ولتلبية هذه الشروط، تمكن الفريق الطبي من تصميم حبر بيولوجي خاص مصمم للطباعة ثلاثية الأبعاد مباشرة داخل جسم الإنسان.
وتمكن الباحثون من استخدام التركيبة الجديدة للحبر الحيوي الذي سمي ب"جي إل إم" (GLM)، مع وبدون خلايا ليفية، لبناء سقالات أو هياكل تتشكل عليها الأنسجة المخلقة.
واستخدم العلماء مادة هلامية مكونة من مادة بيولوجية مكونة من جيلاتين ميثاكريلوفيل ومزجها مع مادة طينية من اللابونيت بالإضافة إلى مادة ميثيل السيلولوز الملينة بهدف تغيير بنية الحبر البيولوجي والتمكن من طباعة الأنسجة داخل جسم الإنسان بشكل مباشر.
وقال عضو الفريق الطبي علي أصغري أديب إن "هذه التركيبة من الحبر الحيوي قابلة للطباعة ثلاثية الأبعاد في حدود درجة حرارة جسم الإنسان الطبيعية، كما يمكن أن يتم ربط الأنسجة المخلقة داخل الجسم باستخدام الضوء المرئي".
وجاءت نتائج الدراسة مبشرة باستخدام الحبر الحيوي GLM المحمل بالخلايا، إذا أظهرت الخلايا الليفية خصائص ميكانيكية ثابتة وقدرة على البقاء من 71 إلى 77 ٪ لمدة 21 يوما في السقالات المطبوعة داخل الأنسجة.
وتمكن الباحثون من التغلب على عقبة أخرى في هندسة الأنسجة داخل الجسم والتي تتمثل في علمية ربط الهيكل المخلق بالطباعة ثلاثية الأبعاد على أسطح الأنسجة الحية الناعمة.
واستخدم الباحثون تقنية "تعشيق" فريدة من نوعها باستخدام الطابعة ثلاثية الأبعاد الروبوتية، حيث قاموا بعمل ثقوب في الأنسجة الناعمة وملئها بالحبر الحيوي ليشكل رابطا أو مرساة للسقالة المطبوعة والتصاقها بشكل قوي بالأنسجة الناعمة.
وخلص الفريق العلمي إلى أن استخدام الحبر البيولوجي GLM يمهد الطريق نحو هندسة الأنسجة داخل الجسم مباشرة، وهذا يمكن أن يقدم خيارات أقل خطورة لإجراء عمليات الجراحة بالمنظار مثل عمليات الفتاق، وزرع الأنسجة لتعزيز وظيفة المبيض لدى النساء، وتركيب هياكل حيوية أو سقالات محملة بالخلايا لإصلاح الأنسجة أو إصلاح العيوب العضوية، وتحسين نمو الأنسجة البشرية وتجديدها.