نسیم گیلان - ایسنا / دانشمندان بافت عضلانی را در شرایط گرانش صفر برای مطالعه بیماری‌های ماورای زمین چاپ سه‌بعدی می‌کنند و کار آنها می‌تواند به تولید مدل‌های بافتی واقع‌بینانه برای مطالعه از دست دادن عضلات و ساخت ساختارهای اندام‌مانند در فضا کمک کند.
در جهشی که می‌تواند نحوه مطالعه بدن انسان توسط دانشمندان در فضا را تغییر دهد، محققان مؤسسه ETH زوریخ سوئیس موفق شدند بافت عضلانی را در شرایطی که بی‌وزنی را تقلید می‌کند، چاپ سه‌بعدی کنند.
بازار ![]()
این دستاورد، دانشمندان را به تولید بافت انسانی در مدار زمین نزدیک‌تر می‌کند، پیشرفتی که می‌تواند به محافظت از فضانوردان در برابر از دست دادن عضلات کمک کند و منجر به درمان‌های پزشکی جدید در زمین شود.
این تیم تحقیقاتی به رهبری پارث چانسوریا(Parth Chansoria)، آزمایش‌های خود را در پروازهای سهموی انجام داد که ریزگرانش فضا را در فواصل زمانی کوتاه شبیه‌سازی می‌کنند. این کار بر درک چگونگی رشد بافت بدون دخالت مداوم گرانش تمرکز دارد و می‌تواند پایه و اساس تولید زیستی در فضا را تشکیل دهد.
ایجاد ساختارهای بیولوژیکی دقیق در زمین، دشوار است؛ چرا که گرانش بر نحوه استقرار سلول‌ها و نحوه حفظ شکل بافت چاپ شده تأثیر می‌گذارد.
در چاپ زیستی سه‌بعدی، دانشمندان از مخلوطی از سلول‌های زنده و یک ماده حامل به نام جوهر زیستی استفاده می‌کنند.
این در حالی است که در شرایط گرانش طبیعی، این جوهر می‌تواند قبل از جامد شدن دچار فروپاشی شود یا تغییر شکل دهد و ساختار نهایی را غیرواقعی کند.
محققان سوئیسی اکنون برای رفع این مشکلات به ریزگرانش روی آوردند. در بی‌وزنی، ساختار ماده دست نخورده باقی می‌ماند و سلول‌ها به طور مساوی توزیع می‌شوند. این امر به فیبرهای عضلانی چاپ شده اجازه می‌دهد تا به همان روشی که در بدن انسان شکل می‌گیرند، شکل بگیرند.
محققان توضیح دادند: بدون فشار و استرس ساختاری می‌توانیم فیبرهای عضلانی را دقیقاً همانطور که در بدن تراز شده‌اند، تولید کنیم. این ساخت دقیق بسیار مهم است. فقط مدل‌هایی که ساختار بدن انسان را به طور دقیق منعکس می‌کنند، نتایج قابل اعتمادی ارائه می‌دهند.
چنین دقتی برای توسعه مدل‌های بافت واقع‌گرایانه ضروری است. مدل‌های دقیق به دانشمندان اجازه می‌دهند تا داروها را آزمایش کنند یا پیشرفت بیماری را با اطمینان بیشتری مطالعه کنند.
چاپ عضله در شرایط شبیه به فضا
محققان برای دستیابی به این هدف، یک سیستم چاپ زیستی جدید به نام «G-Flight» ساختند.
این دستگاه می‌تواند ساختارهای عضلانی زنده را در عرض چند ثانیه، حتی در زمان‌های کوتاه بی‌وزنی، چاپ کند.
محققان با استفاده از یک رزین زیستی ویژه طراحی شده، بافت را در طول 30 چرخه پرواز سهموی چاپ کردند.
نمونه‌های عضلانی تولید شده در بی‌وزنی، سلامت سلولی و تراکم فیبر مشابهی را با نمونه‌های چاپ شده روی زمین نشان دادند.
این فرآیند جدید همچنین امکان ذخیره طولانی‌مدت رزین‌های حاوی سلول را فراهم می‌کند که برای استفاده‌های آینده در مدار حیاتی است.
محققان می‌گویند: نتایج نشان داد که بافت چاپ شده در شرایط بی‌وزنی، قابلیت حیات سلولی مشابه و تعداد فیبرهای عضلانی مشابهی نسبت به بافت چاپ شده تحت گرانش دارد.
پیش به سوی مهندسی بافت در فضا
این مطالعه نشان می‌دهد که چگونه می‌توان از بی‌وزنی برای توسعه مواد بیولوژیکی پیشرفته استفاده کرد.
هدف بعدی محققان ETH زوریخ، چاپ ساختارهای پیچیده‌تر از جمله مدل‌های اندام‌مانند در ایستگاه فضایی بین‌المللی است.
این مدل‌های اندام می‌توانند به دانشمندان در مطالعه بیماری‌هایی مانند دیستروفی عضلانی و آتروفی عضلانی ناشی از فضا کمک کنند. آنها همچنین ممکن است با ارائه مدل‌های واقع‌گرایانه‌ای که فیزیولوژی انسان را تقلید می‌کنند، آزمایش‌های دارویی ایمن‌تر و سریع‌تری را ممکن سازند.
با اثبات اینکه بافت ماهیچه‌ای را می‌توان تحت شرایط ریزگرانش چاپ کرد، تیم ETH زوریخ مسیر جدیدی را برای تحقیقات زیست‌پزشکی فضایی و سلامت طولانی‌مدت فضانوردان گشوده است.
این مطالعه در مجله Advanced Science منتشر شده است.