بناء عظام بشرية بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد
تمكن علماء أستراليون من استخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لبناء عظام بشرية من الخلايا الحية للفرد، ولأول مرة، تتم العملية في درجة حرارة الغرفة العادية، وفقا لما نشرته “ديلي ميل” البريطانية.
وقام فريق علماء من جامعة نيو ساوث ويلز الأسترالية بإنشاء هلام “حبر حيوي” يحتوي على خلايا عظام حية للمريض في محلول فوسفات الكالسيوم، وهي معادن ضرورية لتكوين العظام والحفاظ عليها.
تقنية “كوبيكس“
وتم توظيف تقنية تُعرف باسم الطباعة الحيوية السيراميكية متعددة الاتجاهات في المعلقات الخلوية، ويشار إليها اختصارًا بـ COBICS “كوبيكس”، حيث يتم طباعة الجل ثلاثي الأبعاد مباشرة في تجويف عظم المريض بدلاً من قيام الجراحين بإزالة قطعة من مكان آخر بجسم المريض. تتصلب المادة المطبوعة في غضون دقائق من تعرضها لسوائل الجسم وتتحول إلى بلورات نانوية عظمية متشابكة ميكانيكيًا.
دون حاجة لدرجة حرارة الأفران
لا يعد عمل طباعة ثلاثية الأبعاد لهياكل تحاكي عظام الإنسان بالأمر الجديد، لكن طريقة جامعة نيو ساوث ويلز تسمح للمرة الأولى بإجراء العملية في درجة حرارة الغرفة العادية، مما يعني أنه يمكن تكوين العظام على الفور داخل غرفة طبية، إلى جانب استخدام الخلايا الحية للمريض نفسه.
وقالت الدكتورة إيمان روحاني، أستاذ الكيمياء بجامعة نيو ساوث ويلز: إن “هذه التقنية فريدة من نوعها حيث يمكن إنتاج هياكل تحاكي الأنسجة العظمية عن كثب”.
الصدمات والسرطان
يمكن استخدام الابتكار الجديد في التطبيقات السريرية حيث يوجد طلب كبير على حالات ترميم وإصلاح المشاكل في عظام الجسم مثل تلك الناجمة عن الصدمات أو السرطان أو حيث تتطلب بعض الحالات أن يتم استئصال جزء كبير من الأنسجة.
تغلب على سلبيات سابقة
في السابق، كان الإجراء المتبع هو أن يقوم الأطباء بإزالة جزء من عظام المريض في موضع آخر بالجسم لترميم منطقة حيوية. ولم تكن تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد متاحة إلا من خلال الذهاب أولاً إلى المختبر لتصنيع الهياكل باستخدام أفران عالية الحرارة ومواد كيميائية بعضها سام.
فريدة من نوعها
قال الأستاذ المساعد كريستوفر كيليان، الذي شارك في تطوير التكنولوجيا المتقدمة: يساعد الأسلوب الجديد على إنتاج مادة جافة يتم إحضارها بعدئذ إلى بيئة سريرية أو في مختبر، حيث يتم غسلها بغزارة ثم تضاف إليها خلايا حية، مشيرًا إلى أن الفائدة المدهشة لهذه التقنية ترجع إلى أنه “يمكن حقنها مباشرة في موضع” توجد به خلايا، مثل تجويف في عظام المريض. ويمكن للجراح أن يتجه مباشرة إلى العظام حيث توجد الخلايا والأوعية الدموية والدهون، لطباعة بنية تشبه العظام تحتوي بالفعل على خلايا حية، في تلك المنطقة”. تشكل المادة المطبوعة ثلاثيًا بنية مشابهة كيميائيًا لبنات بناء العظام، “ولا يوجد حاليًا تقنيات يمكنها القيام بذلك بشكل مباشر”.
بيئة بيولوجية
تمت صياغة الحبر أو الهلام بطريقة تضمن سرعة التحول وفي هيئة غير سامة في بيئة بيولوجية ولا يبدأ التصلب إلا عند تعرض الهلام لسوائل الجسم، مما يوفر وقتًا طويلاً للعمل.
يتحد الهلام مع مادة كولاجينية تحتوي على خلايا حية، أي “إنه يتيح التصنيع في الموقع لأنسجة شبيهة بالعظام والتي تكون مناسبة لتطبيقات هندسة أنسجة العظام ونمذجة الأمراض وفحص الأدوية وإعادة البناء مباشرة في موضع مشكلة العظام أو العيوب العظمية الغضروفية”.
