ساخت اندام مصنوعی با دستگاه پشمک ساز

محققان دریافتند که امکان استفاده از مکانیک دستگاه پشمک ساز برای ساخت مویرگ‌ها در اندازه واقعی وجود دارد.





به گزارش روز چهارشنبه گروه علمی ایرنا از خبرگزاری یونایتدپرس، مویرگ ها باریک ترین رگ های خونی بدن هستند و با توجه به نازکی دیواره های آنها، برای حمل اکسیژن و مواد مغذی به ارگان ها و انتقال مواد زائد آنها ضروری هستند.

مهندسان دانشگاه واندربیلت تلاش هایی را در جهت آزمایش دستگاه های پشمک ساز به عنوان ابزاری برای بافت ساختارهایی مشابه مویرگ با استفاده از هیدروژل ها، به عمل آورده اند.

هیدروژل ها که پایه آبی دارند، برخلاف پلیمرهای جامد به مایعات حیاتی اجازه می دهند که راحت تر در این ساختار حرکت کنند و به این ترتیب، نقش مویرگ ها را تقلید می کنند.

ساخت داربست مویرگی از پایین به بالا، با کشت سلول ها در یک لایه نازک از ژل میسر است و به رگ ها اجازه می دهد که به خودی خود تشکیل شوند، هر چند این رویه آهسته و ظریف است.

اما ایجاد کانال های هیدروژلی با استفاده از دستگاه پشمک ساز -- که رویکردی بالا به پایین دارد-- بسیار سریعتر است.

'لئون بلان' استادیار مهندسی مکانیک در واندربیلت در یک بیانیه مطبوعاتی گفت: تاکنون سایر رویکردهای بالا به پایین تنها توانسته اند شبکه هایی را با میکروکانال های بزرگتر از 100 میکرون، در حدود 10 برابر اندازه مویرگ ها ایجاد کنند.

به علاوه، بسیاری از این فناوری ها نمی توانند شبکه هایی به پیچیدگی و پیشرفته بودن روش پشمک سازی تشکیل دهند.

با این حال و گرچه مکانیک دستگاه پشمک ساز برای ساخت شبکه های فیبر مشابه مویرگ ها ایده آل است، اما یافتن ماده مناسب راحت نبود، زیرا ماده داربست باید هم حلال در آب و هم غیر محلول باشد.

بلان گفت: این ماده ابتدا باید در زمان ساخت قالب، نامحلول در آب باشد تا هنگامی که ژل ریخته می شود، حل نشود. اما پس از آن، باید برای ایجاد میکروکانال ها در آب حل شود زیرا سلول ها تنها در محیط های آبی رشد می کنند.

محققان پس از بررسی های مختلف متوجه شدند که PNIPAM پلیمری است که در دمای بالای 32 درجه سلسیوس حل نمی شود و در زیر دمای زیر 32 درجه حل می شود.

محققان اندام مصنوعی مورد نظر خود را از طریق چرخش شبکه ای از رشته های PNIPAM در دمای گرمتر می سازند، و در مرحله بعد، یک هیدروژل مملو از سلول را روی آن می ریزند. این توده ژلاتینی سرد می شود که در نتیجه آن، رشته ها حل شوند و آنچه از آن باقی می ماند، سیستمی متشکل از میکروکانال ها است که در آن، کشت های سلول زنده پمپاژ می شوند.

به گفته محققان، آزمایش ها نشان می دهند که بعد از هفت روز، 90 درصد از سلول ها در یک داربست با میکروکانال پرفیوژن زنده و کاربردی باقی می مانند که با تنها 60 تا 70 درصد در داربست های غیر پرفیوژن و یا فاقد میکروکانال ها قابل مقایسه است.

جزئیات این تحقیق در مقاله جدیدی در مجله Advanced Healthcare Materials منتشر شده است.

منبع :