تم التوصل إلى تقنية جديدة من خلال الطباعة ثلاثية الأبعاد تسمح للباحثين باستنساخ هياكل بيولوجية، يمكن أن تستخدم لتجديد الأنسجة واستنساخ أعضاء في جسم الإنسان.

وابتكر باحثو كلية إمبريال كوليدج في لندن أسلوبا جديدا لتكوين هياكل ثلاثية الأبعاد لينة باستخدام تقنيات التجميد، بحسب دورية “ScienceDaily”.
تعد تلك هي المرة الأولى التي يتم فيها طباعة ثلاثية الأبعاد لهياكل لينة بما يكفي لمحاكاة الخصائص الميكانيكية لأعضاء مثل المخ والرئتين، وفقا لما تم نشره في دورية “Scientific Reports”.

يقول فريق العلماء إن التوصل إلى تكوين هياكل قادرة على أن تتطابق مع بنية ونعومة أنسجة الجسم يعني أن هذه الهياكل يمكن أن تستخدم في الإجراءات الطبية لتشكيل السقالات التي يمكن أن تكون بمثابة قالب لتجديد الأنسجة، حيث يتم تشجيع الأنسجة التالفة إلى العودة للنمو مرة أخرى.

مشاكل عمليات زرع الأعضاء
إن تجديد الأنسجة التالفة بواسطة عملية “بذر” السقالات المسامية بالخلايا، وتشجيعها على النمو يسمح للجسم بالشفاء دون التعرض للمشاكل التي عادة ما تؤثر على الأنسجة التي تحدث عند إجراء عمليات زرع الأعضاء، مثل رفض الجسم للعضو المزروع.

سقالات بالغة النعومة
لقد أصبح استخدام السقالات أكثر شيوعا وتنوعا في تطبيقاته، ولكن هذه التقنية الجديدة لها خصوصيتها في أنها تخلق السقالات البالغة النعومة التي تماثل أنعم الأنسجة في جسم الإنسان، ويمكن أن تساعد على تعزيز تجدد الخلايا والأنسجة. وربما يكون هناك إمكانات في المستقبل، بصفة خاصة، في توظيفها بمجال بذر الخلايا العصبية، وبخاصة تلك الخلايا الموجودة في المخ والحبل الشوكي.

نجاح مثير
واختبر فريق العلماء الهياكل المطبوعة بتقنية ثلاثية الأبعاد وذلك بزرعها مع الخلايا الليفية الجلدية، التي تولد النسيج الضام في الجلد، وتبين لهم أن هناك تعلقا ناجحا وبقاء على قيد الحياة.

وهذا النجاح، بالإضافة إلى الأبحاث السابقة، يمكن أن يؤدي إلى مزيد من الاحتمالات حول النمو الناجح للخلايا الجذعية، وهو مثير طبيا بسبب قدرتها على التغير إلى أنواع مختلفة من الخلايا.

استنساخ أعضاء كاملة
يمكن أيضا استخدام هذه التقنية لتكرار أجزاء الجسم المتماثلة، أو حتى أعضاء بأكملها.

وهي يمكن أن تكون مفيدة للعلماء بشكل لا يصدق، مما يسمح لهم بإجراء التجارب، التي كان من غير الممكن إجراؤها على كائنات حية. حتى إنها يمكن أن تستخدم للمساعدة في التدريب الطبي، لتغني عن الحاجة إلى أجسام حيوانات تجارب لممارسة الجراحة عليها.

يقول زنغشو تان، أحد الباحثين من قسم الهندسة الميكانيكية في إمبريال كوليدج: “في الوقت الحاضر أنشأنا هياكل تصل في حجمها لبضعة سنتيمترات، ولكن من الناحية المثالية نود أن نخلق نسخة طبق الأصل من عضو كامل باستخدام هذه التقنية”.

علم التجميد
وتستخدم تلك التقنية ثاني أكسيد الكربون الصلب (الثلج الجاف) لتبرد بسرعة حبر هيدروجيل كما هو مقذوف من الطابعة ثلاثية الأبعاد. وبعد أن يذوب، يكون الهلام على شكل لين مثل أنسجة الجسم، ولكنه لا ينهار تحت وزنه، فيما يعد حلا لمشكلة كانت تصادف تقنيات مماثلة في الماضي.

ويضيف الدكتور أنطونيو إيليا فورت، أحد الباحثين من قسم الهندسة الحيوية في إمبريال كوليدج: “علم التجميد هو الجانب الجديد في هذه التكنولوجيا – ويستخدم تغير الطور بين السائل والصلب لتحريك البلمرة، وخلق أشياء فائقة لينة، يمكن أن تحتفظ بشكلها، وهذا يعني أن التكنولوجيا لديها مجموعة واسعة من الاستخدامات الممكنة”.