محققان از چاپ سبک و سه بعدی برای پمپاژ زندگی در قلب استفاده می کنند

محققان از چاپ سبک و سه بعدی برای پمپاژ زندگی در قلب استفاده می کنند

اگرچه تکثیر سلولهای عضلانی قلب در تعداد زیاد ممکن است دشوار باشد ، تیمی از محققان دانشگاه مینه سوتا راهی برای استفاده از چاپ سه بعدی و تحریک ناشی از نور برای ایجاد پمپ قلب زنده پیدا کرده اند که پیامدهای گسترده ای در پزشکی دارد. .

از لحاظ تاریخی ، دانشمندان سعی در چاپ سه بعدی قلب ، سلول های عضلانی قلب از سلول های بنیادی داشتند ، اما هرگز نمی توانستند آنها را به تعداد کافی تولید کنند تا عملکرد آنها ایجاد شود. تیم مینه سوتا با استفاده از مخلوط مرکب ساخته شده از پروتئین ها و ترکیب آن با سلول های بنیادی انسانی که در یک ساختار محفظه ای به وجود آمده اند ، رویکرد جدیدی را امتحان کردند.

طبق مطالعه منتشر شده محققان ، آنها فرمولی با قابلیت عکس برداری متقابل از پروتئین های ماتریس خارج سلولی ایجاد کردند و از این "جوهر" برای چاپ ساختارهای سلول بنیادی پرتوان انسان ، با دو محفظه و یک رگ ورودی و خروجی استفاده کردند. محققان دریافتند که ماهیچه ها شروع به خود به خود زدن می کنند و به داروها و سایر مکانیسم های ضربان ساز پاسخ می دهند.

چاپ با کمک یک سوزن 27 سنج با وضوح زیر میلی متر انجام شد. این مخلوط ژلاتین ساخته شده و به مرور محکم می شود و می تواند فرم آن را حفظ کند. در مورد آزمایشی که در دانشگاه مینه سوتا انجام شد ، پمپ به اندازه قلب موش و عرض میلی متر بود.

"ما پمپ ها را با استفاده از نسبت 15 میلیون سلول بنیادی در میلی لیتر جوهر زیستی چاپ کردیم. ما قبل از تمایز سلولهای بنیادی ، این ساختارها را برای دو هفته کشت دادیم ، بنابراین تعداد سلولها در این دوره به طرز چشمگیری افزایش یافت ، "گفت: Brenda Ogle ، محقق ارشد و رئیس گروه مهندسی پزشکی پزشکی در دانشگاه. "این مرحله تکثیر اولیه برای رسیدن به عضله پیوسته در پمپ قلب بسیار مهم بود."

اوگل گفت که در اصل ، ساخت نسخه بزرگتر پمپ به صرف مواد بیشتری احتیاج دارد. با این حال ، این به معنای مقیاس گذاری تجهیزات مورد استفاده در آزمایشگاه است و برای توزیع مواد مغذی نیاز به یک سیستم عروقی پیچیده تر است.

اوگل گفت: "موادی که سلول ها در آن چاپ شده اند توسط نور فعال می شوند." "جوهر زیستی که ما برای چاپ پمپ ها استفاده کردیم از پروتئین های بومی موجود در قلب تشکیل شده بود ... برخی از اجزای پروتئین جوهر زیستی از نظر شیمیایی اصلاح شده اند تا بتوانند از طریق عکس به هم پیوند خورده باشند. این بدان معناست که وقتی جوهر زیستی در معرض طول موج خاصی از نور قرار گیرد ، این پروتئین ها به یکدیگر متصل می شوند و در نتیجه ساختاری سفت تر ، مانند پخت پلاستیک ها ایجاد می شود. "

بعلاوه ، محققان از نقشه برداری نوری برای تجسم سیگنالهای الکتریکی در سطح پمپ خود استفاده کردند و امکان محاسبه طول مدت و سرعت هدایت را فراهم کردند.

دست اندرکاران این مطالعه خاطرنشان کردند که این کار می تواند منجر به مکانیزم آزمایش دستگاههای قلبی شود و حتی امکان پیوند بافتی درمانی حاوی شبکه های پیچیده سلولی را فراهم کند.

این تحقیق توسط انستیتوهای ملی بهداشت ، پروژه کمک هزینه تحصیلات تکمیلی بنیاد ملی علوم و فلوشیپ پایان نامه دکترای دانشگاه مینه سوتا پشتیبانی شد. این مطالعه در تحقیقات گردشگری انجمن قلب آمریکا ظاهر شد