چاپ زیستی سه بعدی برای اولین بار بافت عملکردی مغز انسان را جمع آوری می کند  

دانشمندان یک پلت فرم چاپ زیستی سه بعدی را توسعه داده اند که عملکردی را جمع آوری می کند انسان بافت های عصبی سلول‌های پیش‌ساز در بافت‌های چاپی رشد می‌کنند تا مدارهای عصبی را تشکیل دهند و با سایر نورون‌ها اتصالات عملکردی برقرار کنند و در نتیجه طبیعی را تقلید کنند. مغز بافت ها این یک پیشرفت قابل توجه در مهندسی بافت عصبی و فناوری چاپ زیستی سه بعدی است. چنین بافت های عصبی چاپ زیستی را می توان در مدل سازی استفاده کرد انسان بیماری هایی (مانند آلزایمر، پارکینسون و غیره) ناشی از اختلال در شبکه های عصبی. هر گونه بررسی بیماری مغز مستلزم درک چگونگی این بیماری است انسان شبکه های عصبی کار می کنند  

چاپ زیستی سه بعدی یک فرآیند افزایشی است که در آن مواد زیستی طبیعی یا مصنوعی مناسب (بیوئینک) با سلول های زنده مخلوط شده و لایه به لایه در ساختارهای سه بعدی بافتی طبیعی چاپ می شود. سلول ها در بیوئینک رشد می کنند و ساختارها به گونه ای توسعه می یابند که بافت یا اندام طبیعی را تقلید کنند. این فناوری کاربردهایی در آن پیدا کرده است احیا کننده پزشکی برای چاپ زیستی سلول ها، بافت ها و اندام ها و در تحقیق به عنوان مدلی برای مطالعه انسان بدن در شرایط in vitro، بخصوص انسان سیستم عصبی.  

مطالعه ی انسان سیستم عصبی به دلیل در دسترس نبودن نمونه های اولیه با محدودیت هایی مواجه است. مدل‌های حیوانی مفید هستند، اما از تفاوت‌های گونه‌های خاص رنج می‌برند، بنابراین ضروری است در شرایط in vitro مدل های از انسان سیستم عصبی برای بررسی چگونگی انسان شبکه‌های عصبی در جهت یافتن درمان‌هایی برای بیماری‌های مربوط به اختلال شبکه‌های عصبی عمل می‌کنند. 

انسانی بافت‌های عصبی در گذشته با استفاده از سلول‌های بنیادی به صورت سه بعدی چاپ می‌شدند، اما این سلول‌ها فاقد تشکیل شبکه عصبی بودند. بافت چاپ شده به دلایل مختلف نشان داده بود که بین سلول ها ارتباط ایجاد نکرده است. اکنون این کمبودها برطرف شده است.  

در یک مطالعه اخیر، محققان هیدروژل فیبرین (متشکل از فیبرینوژن و ترومبین) را به‌عنوان بیواینک پایه انتخاب کردند و برای چاپ ساختار لایه‌ای برنامه‌ریزی کردند که در آن سلول‌های اجدادی بتوانند رشد کنند و سیناپس‌ها را در داخل و بین لایه‌ها تشکیل دهند، اما آنها نحوه چیدمان لایه‌ها را در طول چاپ تغییر دادند. به جای روش سنتی چیدن لایه ها به صورت عمودی، آنها چاپ لایه ها را در کنار لایه های دیگر به صورت افقی انتخاب کردند. ظاهراً این تفاوت را ایجاد کرد. پلتفرم چاپ زیستی سه بعدی آنها برای مونتاژ عملکردی مشخص شد انسان بافت عصبی بهبودی نسبت به دیگر پلتفرم های موجود، انسان بافت عصبی چاپ شده توسط این پلت فرم شبکه های عصبی و ارتباطات عملکردی را با سایر نورون ها و سلول های گلیال در داخل و بین لایه ها تشکیل می دهد. این اولین مورد از این دست است و یک گام مهم رو به جلو در مهندسی بافت عصبی است. سنتز آزمایشگاهی بافت عصبی که عملکرد مغز را تقلید می کند، هیجان انگیز به نظر می رسد. این پیشرفت مطمئناً به محققان در مدل سازی کمک خواهد کرد انسان بیماری های مغزی ناشی از اختلال شبکه عصبی برای درک بهتر مکانیسم یافتن درمان احتمالی.  

*** 

منابع:  

1. Cadena M.، و همکاران 2020. بیوپینت سه بعدی بافت عصبی. Advanced Healthcare Materials Volume 3, Issue 10 15. DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202001600 

2. یان ی. و همکاران 2024. پرینت زیستی سه بعدی از انسان بافت های عصبی با اتصال عملکردی فناوری سلول های بنیادی سلولی| جلد 31، شماره 2، P260-274.E7، 01 فوریه 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.12.009  

***