آیا چاپ 3D می تواند مشکل کمبود پیوند عضو را حل کند؟
Erik Gatenholm اولین بار در اوایل سال 2015 یک چاپ گر زیستی 3D را دید. پدرش، پل، استاد شیمی و فن آوری زیست پلیمری در دانشگاه صنعتی چالمرز در گوتنبورگ، یک دستگاه را برای بخش خود خریداری کرده بود. این هزینه در جایی در آن منطقه 200،000 دلار است. “پدرم می گفت:” این دستگاه که می بینی می تواند اندام های بدن انسان را چاپ کند. “
Gatenholm هنوز هم که خاطرات را به یاد می آورد، بسیار خوشحال است. “من گفتم،” عالیه! “سپس یک قطعه کوچکی از غضروف را چاپ کرد. این غضروف نبود، اما به نظر می رسید، این می تواند کار غضروف را انجام دهد.“”
Gatenholm نخستین شرکت زیست فناوری در سن 18 سالگی را آغاز کرده است و متوجه شد که اگر این دستگاه توانایی چاپ اندام ها را دارد، او مانند پدرش، این فکر را می کند که دنیای پزشکی را به طور اساسی تغییر دهد.
در دنیا کمبود اندام های موجود برای پیوند عضو وجود دارد. مثلا در انگلستان باید برای یک پیوند کلیه به طور متوسط 944 روز – بیش از دو و نیم سال – منتظر بمانید. بیشتر از کمبود کبد، کمبود ریه ها و سایر اعضای بدن به چشم می آید. کمبود بافت پیوند یک علت اصلی مرگ و میر در آمریکا محسوب می شود. تقریبا تعداد 900000 مرگ و میر در سال یا حدود یک سوم از کل مرگ و میر در ایالات متحده، می تواند توسط پیوند سلول های اندام یا مهندسی شده جلوگیری یا به تأخیر انداخته شود. تقاضای پیوند اعضا در دنیا بی پایان است.
پدر Gatenholm او را به Héctor Martínez، یکی از دانش آموزانش که در مقطع دکترا در رشته ی مهندسی بافت تحصیل می کرد، معرفی کرد، او نیز با دانشجوی دیگری به نام ایوان تورنی، آشنا شد.
Gatenholm و Martínez در بیوپراسینگ، اولین پلاستیک زیست محیطی استاندارد جهان را توسعه دادند و به بازار عرضه کردند: در درجه اول از مواد به نام آلژینات نانو سلولز تولید می شود که به صورت بخشی از جلبک دریایی استخراج می شود.
تأثیر Cellink، به خصوص با توجه به سال های مناقصه آن، قابل توجه بوده است. این شرکت در حال حاضر موفق به کسب جوایز متعددی شده است: برای نوآوری و کارآفرینی، و همچنین حمایت از شوروی از نسخه سوئدی Dragons ‘Den. ده ماه پس از راه اندازی، Gatenholm به بازار سهام رفت و در فهرست نزدیك اول شمال قرار گرفت. پیشنهاد عمومی اولیه به میزان 1.070٪ افزایش یافت.
در ابتدای شروع به چاپ سه بعدی پوست یا غضروف، که ساختار نسبتا ساده دارند و به راحتی در خارج از بدن رشد می کنند. در نهایت، پیشگامان این فناوری معتقدند که در نهایت میتوانند اندام های پیچیده مانند قلب و کبد بسازند. این فناوری می تواند در پیوند اعضای انسان استفاده شود.
Guillemot گفت: “بعد چهارم زمان است.” “از آنجا که تکنولوژی چاپ برش با لیزر ما می تواند سلول های اصلی را یک بار در یک زمان چاپ کند، ما می توانیم تعامل بین سلول ها و محیط آن ها را هدایت کنیم تا بتوانند توابع بیولوژیکی مورد نظر را تولید کنند.”
اگر پوست بتواند در یک آزمایشگاه چاپ زیستی شود، تصور می شود که بتواند برای درمان سوختگی های شدید استفاده شود. در حال حاضر، پیوند پوست، که می تواند به خونریزی و عفونت منجر شود و معمولا زمان زیادی را برای بهبود و ترمیم نیاز دارد، شایع ترین نوع درمان برای چنین سوختگی ها است.
در همین حال، چاپ سه بعدی فولیکول های موی مصنوعی، به نظر می رسد راه را برای محصولات تجاری که در جلوگیری و کاهش ریزش مو یا حتی ایمپلنت نقش دارند، باز کند. خوزه کووتویو، از بخش تحقیق و نوآوری L’Oréal می گوید: “بدیهی است، هدف ما برای آینده این است که بتوانیم مولکول های نوآورانه را با استفاده از سیستم های فولیکول هایی که در in vitro تولید می شوند، آزمایش کنیم”، بلکه می تواند درک ما از فرایندهای کلیدی پشت پدیده هایی مانند پیر شدن مو، ریزش مو و رشد مو را بیشتر کند. “
محققان دیگر در مورد چگونگی ایجاد اندام های انسان کار می کنند. Gatenholm می گوید: “شما میمیرید چون اندام های شما شکستنی هستند. به همین دلیل است که میمیری اگر ما بتوانیم آنها را جایگزین کنیم، شاید بتوانیم طول عمر انسان را گسترش دهیم … این واقعا شسته و رفته است! “
در حال حاضر، برخی از نگرانی های اخلاقی وجود دارد. علاوه بر کیفیت و اثربخشی پوست مصنوعی و ایمپلنت ها، اینست که انتشار بیوفیلد اجازه می دهد انسان ها “نقش خدا” را انجام دهند. شاید بیشترین تحقیق در مورد این مسائل توسط یک تیم در بخش مطالعات علم، فناوری و نوآوری دانشگاه ادینبورگ انجام شد.
محققان به رهبری دکتر نیکی ورموولن و دکتر گیل هادو، او از فیلم ترسناک فرانکشتاین ایده گرفته است. هادو می گوید: “فرض بر این است که خدا وجود دارد و کسی است که می تواند زندگی را بسازد و بر آن تاثیر بگذارد، هادو می گوید که امروزه فناوری های زیادی وجود دارد که اجازه می دهد انسان ها نقش خدا را بازی کنند، مانند ژنتیک”. “چاپ سه بعدی زیستی اجازه می دهد تا مردم را به قطعات کوچک بدن و برای برنامه های پزشکی استفاده کنند.”
به اعتقاد آنها، مانع بسیار بزرگتری است که چاپ دیجیتال سه بعدی باید بر آنها غلبه کند. اگر چه باید امیدوار باشیم که توانایی ساخت ارگان های مصنوعی مشکل لیست های انتظار را حل کند، بعید است که چنین باشد. Vermeulen هشدار می دهد: “این فن آوری بسیار گران قیمت است، اگر متوجه شوید، تنها چند نفر قادر خواهند بود آن را پرداخت کنند.” “خطر وجود دارد که نابرابری های بهداشتی و قرعه کشی کد پستی که در حال حاضر وجود دارد نیز برای اکثر مردم امکان پذیر نخواهد بود.”
به طور خلاصه، آنها نتیجه می گیرند، مشکلات و تاخیرهایی که بیماران در NHS، سیستم مراقبت بهداشتی ایالات متحده و سایر نقاط تجربه می کنند، در زمینه چاپ بر روی کاغذ باقی خواهد ماند”.
Inkredible + یک دستگاه جذاب است: کوچکتر از اتاق مینی بار هتل، تمیز و سفید و دارای چراغ های آبی است. اما آنچه که واقعا اهمیت دارد، قیمت است. Cellink چاپگر سه بعدی تولید می کند که هزینه آن فقط از 7،600 پوند تا 29،900 پوند است. Gatenholm توضیح می دهد که صرفه جویی در هزینه ها، به جای استفاده از سیستم های گران قیمت موتور بسیار گرانبها، از استفاده از اجزای چاپگر سه بعدی با هزینه بالا استفاده می شود. همچنین، در روحیه مدل کسب و کار تیغه و تیغه، Cellink می داند که افراد بیشتری از پرینترهای زیستی سه بعدی خود استفاده می کنند، بیشتر از Bioink به فروش می رسند.
Gatenholm می گوید: “بسیاری از شرکت های بزرگ چاپ زیست پزشکی واقعا خسته شده اند. اما صادقانه بگویم مصرف کنندگان کسانی هستند که بازار را در اختیار دارند و مصرف کنندگان می خواهند این کار را انجام دهند. من نمی دانم اگر این کار در هندوستان یا ژاپن یا آمریکای جنوبی یا نیویورک باشد چقدر به خوبی پیش می رود، اما ما می خواهیم به همه فرصتی برای کار بر روی آن بدهیم. “