با یک روش جدید دانشمندان به ساخت رگ‌ های خونی مصنوعی نزدیک‌تر شدند

محققان هلندی دو روش مختلف پرینت سه بعدی را برای تولید نمونه اولیه رگ‌های خونی مصنوعی را با هم ترکیب کرده‌اند. این فرآیند لوله‌هایی را ایجاد می‌کند که می‌توانند با سلول‌های زنده پوشانده شوند و در عین حال قدرت مورد نیاز برای عبور دادن جریان خون را داشته باشند.

با توجه به اینکه بیماری‌های قلبی عروقی، اولین علت مرگ و میر در سراسر جهان شناخته می‌شود، نیاز به رگ‌های خونی مصنوعی برای جایگزینی قسمت‌های مسدود شده و آسیب دیده سیستم گردش خون بدن بیش از هر زمان دیگری احساس می‌شود.

تا به حال برخی از محققان با رشد رگ‌های خونی در آزمایشگاه و برخی دیگر با ایجاد رگ‌های تعبیه‌شده با وسایل الکترونیکی در این زمینه تلاش کرده‌اند.

اما تیمی از آزمایشگاه زیست‌ساخت مرکز پزشکی احیاکننده اوترخت (RMCU) در هلند رویکرد دیگری را در پیش گرفت: چاپ سه‌بعدی. به طور خاص، دانشمندان به دنبال تقویت یک تکنیک امیدوارکننده – به نام چاپ زیستی حجمی بودند.

چاپ زیستی حجمی از نور برای حک کردن ساختار‌ها در ژل‌های حاوی سلول استفاده می‌کند. این روش سریع است و به سلول‌ها اجازه می‌دهد در طول فرآیند زنده بمانند.

از آنجایی که رگ‌های خونی باید مقاومت قابل توجهی داشته باشند تا به سادگی گسسته نشوند، تیم تحقیقاتی در مرحله بعدی به فرآیندی به نام melt electrowriting روی آوردند. این یک تکنیک پرینت سه بعدی است که می‌تواند ساختار‌های مقاوم پیچیده‌ای را با ذوب رشته‌های ریز پلاستیک زیستی بسازد. با این حال، مشکل آن این است که سلول‌های زنده نمی‌توانند بخشی از این فرآیند باشند زیرا گرمای استفاده شده آن‌ها را از بین می‌برد.

برای حل کردن این مشکل، تیم RMCU از این روش برای ایجاد داربست‌های لوله‌ای استفاده کرد. بعد هنگامی که داربست‌ها خنک شدند، محققان ژل را تزریق کردند و پرینت زیستی را روی آن انجام دادند. این ژل را هم می‌توان به داخل داربست تزریق کرد و هم در دو سوی آن قرار داد.

گابریل گروسباخر محقق ارشد این تحقیق می‌گوید: «برای اینکه بتوانیم این کار را درست انجام دهیم، باید داربست را دقیقاً در مرکز در ویال قرار دهیم. هر گونه انحراف از مرکز به این معنی است که چاپ حجمی درست انجام نمی‌شود.»

این تیم در نهایت یک رگ ساخته شده از داربست، دو لایه سلول‌های بنیادی و سلول‌های اپیتلیال که سطح داخلی لوله را پوشانده بود، ساختند.

دانشمندان علاوه بر این، رگ‌های پیچیده‌تری ساختند که دارای ساختار دوشاخه‌ای و همچنین دریچه‌های وریدی بودند که می‌توانستند جریان خون را تنها در یک جهت فراهم کنند.

محققان می‌گویند که این ساختار همچنین می‌تواند سوراخ‌های کوچکی را در طول خود ایجاد کند که نفوذپذیری رگ‌های خونی واقعی را تقلید می‌کند.

گروسباخر می‌گوید: «کار بعدی این است که سلول‌های بنیادی را با سلول‌های عملکردی که بخشی از یک رگ خونی واقعی هستند جایگزین کنیم. یعنی سلول‌های عضلانی و بافت فیبری در اطراف سلول‌های اپیتلیال قرار بدهیم. هدف ما اکنون چاپ یک رگ خونی کاربردی است.