ابتكار يتيح طباعة ثلاثية الأبعاد لعظام بشرية من خلايا حية

بدرجة حرارة الغرفة

نشرت صحيفة "ديلي ميل" البريطانية أن ابتكارا جديدا يتيح للعلماء طباعة عظام بشرية ثلاثية الأبعاد من الخلايا الحية للفرد.
وحسب الصحيفة، فقد صمم فريق من جامعة نيو ساوث ويلز الأسترالية في سيدني، هلام "حبر حيوي" يحتوي على خلايا عظام حية لمريض في محلول فوسفات الكالسيوم، وهي معادن ضرورية لتكوين العظام والحفاظ عليها.
وباستخدام تقنية تُعرف باسم الطباعة الحيوية السيراميكية متعددة الاتجاهات في المعلقات الخلوية، تتم طباعة الجل ثلاثي الأبعاد مباشرة في تجويف عظام المريض، بدلا من أن يضطر الجراحون إلى إزالة قطعة من موقع مختلف، ثم تتصلب المادة في غضون دقائق من تعرضها لسوائل الجسم وتتحول إلى بلورات نانوية عظمية متشابكة ميكانيكيا.
ولا يعد تصميم الطباعة ثلاثية الأبعاد لهياكل محاكاة العظام بالأمر الجديد لكن طريقة جامعة نيو ساوث ويلز تسمح بإجراء العملية في درجة حرارة الغرفة لأول مرة؛ وهذا يعني أنه يمكن تكوين العظام على الفور داخل غرفة طبية إلى جانب استخدام الخلايا الحية للمريض.
وفي هذا الإطار، تقول الدكتورة إيمان روحاني من كلية الكيمياء بجامعة نيو ساوث ويلز "هذه تقنية فريدة يمكنها إنتاج هياكل تحاكي الأنسجة العظمية عن كثب، ويمكن استخدامها في التطبيقات السريرية حيث يوجد طلب كبير لإصلاح عيوب العظام في الموقع، مثل تلك الناجمة عن الصدمات أو السرطان أو حيث يتم استئصال جزء كبير من الأنسجة".
ووفق الصحيفة، فقبل هذا العمل إذا احتاج المريض إلى قطعة من العظام، فسيتعين على الأطباء إزالة قسم من مكان مختلف في الجسم. ولم تكن الطباعة ثلاثية الأبعاد متاحة إلا بالذهاب أولا إلى المختبر لتصنيع الهياكل باستخدام أفران عالية الحرارة ومواد كيميائية سامة.
ولتوضيح هذا الأمر أكثر قال الأستاذ المساعد كريستوفر كيليان الذي شارك في تطوير التكنولوجيا المتقدمة "ينتج عن هذا مادة جافة يتم إحضارها بعد ذلك إلى بيئة سريرية أو في المختبر حيث يغسلونها بغزارة ثم يضيفون إليها الخلايا الحية، ويمكننا التوجه مباشرة إلى العظام حيث توجد الخلايا والأوعية الدموية والدهون وطباعة بنية تشبه العظام تحتوي بالفعل على خلايا حية في تلك المنطقة. ولا توجد حاليا تقنيات يمكنها القيام بذلك بشكل مباشر".
وحسب علماء، يشكل الحبر الخاص المصنوع للعملية بنية مشابهة كيميائيا للبنات بناء العظام؛ فقد تمت صياغة الحبر بطريقة تجعل التحويل سريعا وغير سام في البيئة البيولوجية، ولا يبدأ إلا عند تعرض الحبر لسوائل الجسم ما يوفر وقتا طويلا للعمل من قبل الجراحين. وبعد ذلك يتحد الحبر مع مادة كولاجينية تحتوي على خلايا حية، حيث يتيح التصنيع في الموقع لأنسجة شبيهة بالعظام قد تكون مناسبة لتطبيقات هندسة ونمذجة وفحص أنسجة العظام.