ساخت چاپگر زیستی بلعیدنی با توانایی ترمیم جراحات درون بدن بدون نیاز به جراحی
دانشمندان چاپگری زیستی به اندازه یک قرص ساختهاند که امکان دارد آن را بلعید و سپس با استفاده از «جوهر زنده»، جراحات درون بدن را ترمیم کرد. درنهایت پس از اتمام کار، امکان دارد آن را به کمک آهنربا بیرون آورد.
چاپگر مینیاتوری جدید در آزمایشگاه فناوریهای ساخت پیشرفته در مؤسسه پلیتکنیک فدرال لوزان (EPFL) ابداع شده و از سایر فناوریهای بیسیم درحال توسعه الهام گرفته هست. نمونههایی از این فناوریها شامل رباتهای میکروسکوپی برای پاکسازی عروق خونی یا قرصهای دوربیندار هست که بدون نیاز به آندوسکوپ تصویربرداری میکنند.
ویویک سوبرامانیان، رئیس آزمایشگاه، در بیانیهای بیان کرد: «با ترکیب اصول چاپگرهای زیستی در محل آسیب با مفاهیم آزادسازی دارو در کپسولهای هوشمند، امکان داردیم کلاس جدیدی از دستگاهها را تجسم کنیم: چاپگر زیستی به اندازه قرص که قابل بلعیدن هست.»
کاربرد اصلی این فناوری امکان داردد در ترمیم آسیبهای بافت نرم در دستگاه گوارش باشد. امروزه برای ترمیم زخمها و خونریزیها معمولاً به جراحی نیاز هست، اما این دستگاه امکان داردد گزینهای غیرتهاجمی ارائه دهد.
چاپ زیستی شبیه چاپ سهبعدی یا چاپ معمولی هست، با این تفاوت که «جوهر» مورد استفاده از مواد زیستسازگار تشکیل شده که به عنوان داربست برای رشد بافت جدید عمل انجام میدهد. نکته منحصر به فرد این دستگاه، مینیاتوری بودن آن هست. محققان دستگاه خود را بیشتر شبیه خودکار میدانند تا چاپگر، با مخزنی برای جوهر زیستی و مکانیزمی فنری برای خروج آن.
جوهر زیستی امکان داردد روی ناحیه آسیبدیده مانند پانسمان اعمال شود، از بافت آسیبدیدهی زیر آن محافظت و به ترمیم کمک کند. برای اینکه جوهر زیستی بتواند کار خود را درست انجام دهد، باید دقیقاً روی ناحیه آسیبدیده دیوارههای دستگاه گوارش قرار گیرد. رساندن جوهر به این نقطه خاص دشوار هست؛ زیرا هدایت دستگاه کوچک داخل بدن سخت هست. این مشکل در سایر دستگاههای میکروسکوپی بیسیم نیز وجود دارد و وقتی با بافت بدن تماس پیدا میکنند، کنترل و حرکتدادن آنها سختتر خواهد گردید.
چاپگر کوچک قطعه الکترونیکی ندارد و نام رسمی آن سیستم آزادسازی مغناطیسی درونلولهای (MEDS) هست. پس از بلعیدن، حرکت آن از بیرون بدن قابل مشاهده و کنترل هست. وقتی زمان مناسب فرا برسد، جراحان با استفاده از لیزر فروسرخ نزدیک که امکان داردد بدون آسیبرساندن به بدن از دیوارهها عبور کند، جوهر زیستی داخل چاپگر را آزاد میکنند تا محل آسیب ترمیم شود. کپسول با آهنربای خارجی نصبشده روی بازوی رباتیک هدایت خواهد گردید و همین روش برای خارج کردن آن نیز به کار میرود، یعنی مسیر آن را معکوس و آن را از راه دهان خارج میکنند.
برای آزمایش فناوری، ابتدا تیم تحقیقاتی آزمونهای درونآزمایشچندین اوقات انجام داد و توانست زخمهای شبیهسازیشدهی معده و خونریزیها را با موفقیت ترمیم کند. سپس آزمایشهایی روی حیوانات انجام گردید (هنوز آزمایش روی انسان آغاز نشده است). در آزمایش روی خرگوشها مشخص گردید جوهر زیستی بهدرستی روی محل آسیب قرار دریافت میکند و دستگاه قابل کنترل و هدایت هست.
سانجای مانوهاران، نویسنده نخست مقاله بیان کرد: «در آزمایشهای کنترلشده، جوهر زیستی حاوی سلول به مدت بیش از ۱۶ روز شکل و ساختار خود را حفظ کرد که نشان میدهد این جوهر امکان داردد مانند ریزرآکتور زیستی بهکار آید، فاکتورهای رشد را آزاد و سلولهای جدید را برای ترمیم زخم جذب کند.»
برای بررسی کاملتر فناوری به مطالعات بیشتری نیاز هست و تیم تحقیقاتی قصد دارد آن را روی بافتهای دیگر مانند رگهای خونی و صفاق نیز آزمایش کند. در هر صورت، ایده چاپگر مینیاتوری بلعیدنی، حقیقتاً شگفتانگیز و هیجانانگیز هست.
پژوهش در ژورنال Advanced Science منتشر شده هست.
- مریم صفدری
دیدگاهها