قمنا ببناء طابعة لجلد الإنسان من Lego ونريد أن يستخدم كل مختبر مخططنا
مجلة المذنب نت متابعات عالمية:
ليس من السهل دائمًا الحصول على عينات من الأنسجة البشرية لإجراء التحقيقات البيولوجية. في حين يتم الحصول عليها أخلاقياً من خلال التبرع بالأعضاء أو من الأنسجة التي تمت إزالتها أثناء العمليات الجراحية ، يجد العلماء صعوبة متزايدة في الحصول عليها.
وهذا ليس فقط بسبب وجود كمية محدودة من عينات الأنسجة البشرية. هناك أيضًا توافر محدود للحجم المحدد ونوع عينات الأنسجة اللازمة للعديد من المشاريع التي تجري في أي وقت. لهذا السبب قررنا معالجة المشكلة من خلال بناء طابعتنا منخفضة التكلفة ويمكن الوصول إليها بسهولة وقادرة على إنشاء عينات من الأنسجة البشرية باستخدام واحدة من أكثر الألعاب شيوعًا في العالم.
لقد وفر ظهور الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد حلاً محتملاً لصعوبة الحصول على عينات الأنسجة. تتضمن هذه التقنية تحميل “الحبر الحيوي” ، الذي يحتوي على خلايا حية ، في خرطوشة. وهذا بدوره يتم تحميله في الطابعة الحيوية. بمجرد برمجتها ، تقوم الطابعة الحيوية بطباعة الحبر الحيوي المحمّل بالخلايا لتشكيل هياكل ثلاثية الأبعاد تهدف إلى تكرار التكوين المعقد للأنسجة البيولوجية.
على عكس مزارع الخلايا ثنائية الأبعاد المزروعة على ألواح ، والتي لا يزال معظمنا يعتمد عليها في أجزاء كبيرة من بحثنا ، فإن الطابعات الحيوية تمكن العلماء من زراعة الخلايا في ثلاثة أبعاد. وهذا يكرر بشكل أفضل الهندسة المعقدة لبيولوجيا الإنسان. بمعنى آخر ، تسمح تقنية الطباعة الحيوية للباحثين بعمل نماذج أكثر قابلية للمقارنة لدراسة الأنسجة السليمة والمريضة.
المشكلة هي أن هذه الآلات تأتي بتكلفة عالية للغاية تصل إلى عشرات بل مئات الآلاف من الجنيهات الاسترلينية. قلة من فرق البحث ، بما في ذلك فريقنا ، يمكنها توسيع ميزانياتها لتغطية هذا النوع من الإنفاق ، بغض النظر عن مدى وعود التكنولوجيا بأن تكون رائدة.
هذا ما دفعنا إلى سؤال أنفسنا عما إذا كان بإمكاننا بناء طابعة بيولوجية ثلاثية الأبعاد ميسورة التكلفة. كانت الإجابة “نعم” وقررنا القيام بذلك باستخدام Lego.
التصوير بالملل / شترستوك
سيعرف أي شخص قام بالعبث به على الإطلاق أن Lego ليست رخيصة للغاية ومتعددة الاستخدامات فحسب ، بل إنها مصنوعة أيضًا بدقة عالية جدًا بأجزاء قياسية يمكن الوصول إليها عالميًا.
علمنا أيضًا أن Lego قد تم استخدامها بالفعل لإنشاء طابعات ثلاثية الأبعاد تقليدية. لكن ما بقي غير مؤكد هو ما إذا كان بإمكاننا أخذ الفكرة الأساسية لطابعة Lego ثلاثية الأبعاد – التي تطبع هياكل ثلاثية الأبعاد صلبة من البلاستيك – وهندسة يمكنها طباعة مواد بيولوجية ناعمة.
يجب أن يكون الإخراج دقيقًا وموثوقًا ومستقرًا حتى يكون مفيدًا في مختبرنا.
بدأنا العمل على طابعة بيولوجية عالية المواصفات وبأسعار معقولة في زاوية من معمل كارديف الخاص بنا باستخدام طوب Lego القياسي ، وعلامتهم التجارية الفرعية الميكانيكية ، و Lego Mindstorms ومضخة معملية ، وهو جهاز موجود بشكل شائع في مختبرات الأبحاث. عمل فريق متعدد التخصصات من المهندسين وعلماء الأحياء معًا لتصميم وهندسة وبناء وبرمجة الطابعة الحيوية الخاصة بنا.
جامعة كارديفو قدم المؤلف
لا تزال الطابعة الحيوية الخاصة بنا في مهدها ، والتي تكلف بناؤها 500 جنيه إسترليني ، وتحقق المستوى المطلوب من الدقة لإنتاج مادة بيولوجية دقيقة. الطريقة التي يفعل بها هذا بسيطة بشكل ملحوظ.
تقوم الفوهة بإخراج مادة شبيهة بالهلام مليئة بالخلايا على طبق. يوجد في قلب الجهاز كمبيوتر Lego Mindstorms صغير. يقوم هذا الجهاز بتحريك الطبق للخلف وللأمام ومن جانب إلى جانب أثناء تحريك الفوهة لأعلى ولأسفل ميكانيكيًا حيث تقوم ببثق الجل المليء بالخلايا. تبني هذه الحركات القابلة للبرمجة طبقات من الخلايا لتكرار البنية ثلاثية الأبعاد للأنسجة البشرية ، طبقة تلو الأخرى.
يتم الآن استخدام الطابعة الحيوية الخاصة بنا لإنشاء طبقات من خلايا الجلد ، والعمل من أجل نموذج جلدي واسع النطاق. يمكن أيضًا تعديله باستخدام أنواع مختلفة من الفوهات لطباعة أنواع مختلفة من الخلايا ، وبناء مجموعة متنوعة من التعقيدات في عينات الأنسجة. إنها فرصة مثيرة لتقليد كل من الجلد السليم والمريض ، وإلقاء نظرة على العلاجات الحالية وتصميم علاجات جديدة لعلاج الأمراض الجلدية المختلفة.
المستقبل
لا يمكن للطابعة الحيوية الخاصة بنا تزويدنا بنموذج تمثيلي دقيق لجلد الإنسان فحسب ، بل يمكن أيضًا استخدامها لإضافة خلايا مريضة إلى النماذج الصحية التي ننتجها. سيمكننا ذلك من دراسة كيفية تطور الأمراض الجلدية وكيف تتفاعل الخلايا السليمة والمريضة. سيمكننا أيضًا من رؤية كيفية تقدم الأمراض الجلدية وكيف يمكن تطوير العلاجات المحتملة.
https://www.youtube.com/watch؟v=0i3WqusoWMI
لقد قدمنا تفاصيل حول كيفية قيامنا ببناء الطابعة الحيوية Lego 3D الخاصة بنا ، مع إعطاء تعليمات واضحة حول كيفية إعادة بناء هذا الجهاز في أي مختبر ، في أي مكان في العالم. في الوقت الذي يكون فيه التمويل البحثي محدودًا للغاية ، نقدم بديلًا مفتوح المصدر ويمكن الوصول إليه وبأسعار معقولة لقطعة حيوية من المعدات التي تتجاوز ميزانيات معظم الباحثين.
بكل بساطة ، نريد من Lego bioprinter أن يمكّن الباحثين من إجراء أبحاث رائدة لأن ذلك سيؤدي في النهاية إلى فهم أفضل للبيولوجيا وتحسين صحة الإنسان.
نشكركم على قراءة المنشور عبر مجلة المذنب نت, المتخصصة في التداول والعملات الرقمية والمشفرة
