ساخت دستگاه چاپ سه بعدی بافت‌های بدن توسط پژوهشگران دانشگاه صنعتی شریف

به گزارش روز یكشنبه گروه علمی ایرنا از دانشگاه صنعتی شریف، موضوع مهندسی بافت یكی از بحث های داغ علمی دنیا است و پژوهشگران زیادی در داخل و خارج از كشور در حال تحقیق و پژوهش در این زمینه هستند.
اساتید، دانشجویان و پژوهشگران دانشگاه صنعتی شریف نیز روی موضوعات مختلف مرتبط با مهندسی بافت كار می‌كنند.
با توجه به افزایش نیاز به پیوند بافت در دنیا و محدودیت ها و كمبودهای موجود در این خصوص، تكنولوژی «بایوپرینتر» نقش مهمی را در تولید بافت‌های مشابه با بافت‌های بدن ایفا می‌كند. مزیتی اصلی كه بایوپرینتر در اختیار پژوهشگران قرار می دهد، امكان تولید هندسه های پیچیده و بافت های سه بعدی است.
این زمینه، از جمله حوزه های بسیار نوین و مورد توجه بوده و درحال‌حاضر تنها بافت های محدودی به كمك باپوپرینتر تولید شده و به بدن انسان زنده پیوند زده شده است.
در آخرین مورد، بافتی از كبد در آمریكا پیوند زده شد ولی هنوز شركتی در دنیا وجود ندارد كه به‌صورت تجاری، ‌روی تولید بافت كار كند و تمام فعالیت‌هایی كه تاكنون انجام شده، در فاز تحقیقاتی و آزمایشگاهی بوده است. اما با وجود سرعت كم این روند در دنیا، اكوسیستم استارت‌آپی در ایران تلاش كرده از این قافله عقب نماند.
مجید حاجی‌حسینعلی و علی لسانی دو دانشجوی دكترای دانشگاه صنعتی شریف با تاسیس یك شركت دانش بنیان موفق به طراحی و ساخت پرینتر سه‌بعدی زیستی‌ شده اند كه قادر است نمونه هایی از بافت‌های زنده بدن انسان را تولید كند.
حاجی‌حسینعلی دانشجوی مقطع دكترای دانشكده مهندسی مكانیك در خصوص این دستگاه می گوید: نسخه اولیه دستگاه كه با همكاری مشترك ساخته شد، قابلیت پرینت همزمان چهار نوع سلول را با مواد مختلف دارد.
وی افزود: سلول‌ها را از بانك های سلولی داخل كشور مانند انستیتو پاستور تهیه و كشت می‌كنیم تا تعدادشان زیاد شود. بعد برای پرینت، از آنها استفاده می‌كنیم. ما خدماتمان را به موسسات و پژوهشگاه‌ها و بیمارستان‌ها عرضه می‌كنیم و با كاربر نهایی در ارتباط نیستیم و كارمان به‌طور مستقیم با زندگی مردم مرتبط نیست، ولی می‌تواند حوزه سلامت را متحول كند و هزینه‌های درمانی بیماران را تحت‌تاثیر قرار دهد.
وی خاطرنشان كرد: به طوركلی شركت های معدودی در دنیا بایوپرینتر تجاری می‌سازند كه مشتری می‌تواند از آن استفاده كند. مهم‌ترین شركت‌های این حوزه هم در آلمان و آمریكا هستند. قیمت دستگاه‌هایی كه این شركت‌ها ارائه می‌دهند، بین 200 تا 250هزار دلار است. در حالی كه دستگاه ما در ایران حدود 100میلیون تومان قیمت‌گذاری شده ‌و با سوبسیدی كه از معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری گرفته‌ایم، قیمت تمام‌شده برای مشتری داخلی، حدود 60میلیون تومان می‌شود.
این پژوهشگر دانشگاه صنعتی شریف اذعان داشت: دستگاه بایوپرینتر، علاوه بر هندسه‌ای كه به بافت می دهد، مزایای دیگری نیز دارد. به‌عنوان مثال، پژوهشگران زمانی كه می‌خواهند با استفاده از روش‌های سنتی، به تولید بافت بپردازند، نیاز به چیزی شبیه داربست و اسكلت ساختمان دارند تا بتوانند سلول‌های زنده را در آن جاگذاری كنند.
حسینعلی ادامه داد: بایوپرینتر، علاوه بر این كه اسكلت را تولید می‌كند، این امكان را فراهم می‌كند كه سلول‌ها با دقت و درجایی‌كه محقق می‌خواهد، جانمایی شوند. با توجه به اینكه بافت‌های بدن از سلول‌های مختلفی تشكیل شده‌اند و در تولید بافت، محل قرارگیری سلول‌ها در كنار هم بسیار بااهمیت است، استفاده از بایوپرینتر، نسبت به روش‌های سنتی، در اولویت قرار می‌گیرد.
وی افزود: با این دستگاه، می‌توان روی بافت‌های مختلفی كار كرد، ولی درحال‌حاضر ما روی بافت‌های پوست و استخوانی متمركز هستیم. شركت ما در حقیقت یك شركت مهندسی است ولی به دلیل نیازی كه به تست دستگاه وجود داشت، وارد بخش بیولوژی نیز شده‌ایم تا تاییدات لازم را برای خریداران بگیریم. به‌عنوان مثال، یكی از كارهایی كه در حال‌حاضر انجام می‌دهیم، روی ایمپلنت‌های دندان است. تهیه سلول و تهیه مواد زیست‌سازگار، بسیار هزینه‌بر است و ما در ابتدای راه قرار داریم و تاكنون موفق شده‌ایم كه در حوزه بافت‌های سخت استخوانی، پرینت داشته باشیم و هنوز به‌دلیل پیچیدگی بالایی كه بافت‌های نرم دارند، وارد پرینت آنها نشده‌ایم. خروجی‌هایی هم كه از دستگاه گرفته‌ایم، در مققیاس آزمایشگاهی است و هنوز پیوند روی حیوان و انسان انجام نشده است.

***كاربردهای دیگر دستگاه بایوپرینتر
این دانشجوی دكترای دانشگاه شریف در ادامه به كاربردهای این دستگاه اشاره كرد و در این خصوص گفت: كاربردهای این دستگاه، گسترده است و هرجایی‌كه بافتی آسیب ببیند، می‌توان با بافت‌های تولیدشده از این دستگاه، آن را احیا كرد. بعنوان مثال، پوشش‌هایی برای قسمت آسیب‌دیده پوست تولید شده است كه وقتی روی پوست قرار می‌گیرد، زخم را ترمیم می‌كند. در حوزه زیبایی نیز كاربردهای زیادی دارد. كاربرد دیگر آن، تست محصولات آرایشی و دارویی روی بافت پوست است تا از عدم حساسیت‌زایی آن، اطمینان حاصل شود. كاربردهای دیگر این دستگاه، در حوزه فك، صورت و استخوان سر است. علاوه بر این، ساخت نمونه بافت سرطانی برای بررسی تاثیر داروهای ضدسرطان، از دیگر كاربردهای این دستگاه است.
وی یادآور شد: فناوری كه ما از آن استفاده می‌كنیم، «میكرو استروژن» نام دارد و مواد از یك مخزن پرینت می‌شوند. دو نوع ماده در دستگاه استفاده می‌شود كه قابلیت استفاده در بدن انسان را دارند؛ یعنی مواد سلولی و مواد زیست‌سازگار. دستگاه ما قابلیت پرینت همزمان چهار نوع سلول را با مواد مختلف دارد. سلول‌ها را از بانك های سلولی تهیه می‌كنیم و آنها را كشت می‌كنیم تا تعدادشان زیاد شود، بعد برای پرینت، از آنها استفاده می‌كنیم. مواد زیست‌سازگار هم زمانی كاربرد دارند كه می‌خواهیم سلول‌ها را در چارچوبی بسازیم كه سلولی نیست، ولی زیست‌تخریب‌پذیر است و وقتی در بدن قرار می‌گیرد، از بین می‌رود و فقط سلول‌ها باقی می‌ماند. درحال‌حاضر ما با مواد زیست تخریب‌پذیر، اسكفولدهای سه‌بعدی یا همان اسكلت‌های نگهدارنده ساده تولید می‌كنیم. روشی كه تا پیش از این، در ایران وجود نداشته است.

***وضعیت بازار بایوپرینتر در ایران
این پژوهشگر خاطرنشان كرد، بازار داخل ایران برای فروش این دستگاه، مثل سایر محصولات سخت‌افزاری، بسیار كوچك و ضعیف است. یكی از دلایلی هم كه به سمت عرضه خدمات دستگاه رفتیم، همین مورد بود. ما در حال عبور از مرحله تجاری‌سازی دستگاه و درحال جذب سرمایه هستیم ولی قصد داریم در بازار خدمات تولید بافت و مواد اولیه سلولی قابل‌استفاده در بایوپرینتر كار كنیم تا بتوانیم آن را در كنار دستگاه به محققان بفروشیم. امیدواریم به این سمت برویم كه سلول‌ها و بافت‌های مختلف را تولید كنیم. زمانی كه بتوانیم یك محصول واقعی بسازیم كه قابلیت استفاده در بدن انسان را داشته باشد، مطمئنا بازار خدمات در ایران، پربازده خواهد بود.
مهندس مجید حاجی حسینعلی در ادامه به همكاران خود در این پروژه اشاره كرد و افزود: افرادی كه درحال‌حاضر در تیم ما حضور دارند، از تخصص‌های مختلف مكانیك، الكترونیك، كامپیوتر، مهندسی شیمی و زیست‌شناسی هستند. یك تیم هفت‌نفره هستیم كه فقط روی این پروژه كار می‌كنیم و در جایی مشغول به كار نیستیم.
وی یادآور شد، در واقع به غیر از ایده جذاب كار و اینكه بخواهیم بیزینس خودمان را داشته باشیم، هدف ما این بود كه بچه‌هایی كه از دانشگاه فارغ‌التحصیل می‌شوند بتوانند از تخصص‌های خود استفاده كنند و كاركردن كنار هم را یاد بگیرند؛ هدفی كه تقریبا به آن رسیده‌ایم. ما به آینده این كار، امیدوار هستیم و با وجود تمام سختی‌ها، با انرژی آن را ادامه خواهیم داد.
علمی**2038**
دریافت كننده: درنا محمدیان* انتشار: محتشمی پور
برای اطلاع از اخبار متنوع علمی و فناوری، با كانال علمی ایرنا در تلگرام همراه شوید:
irnaelm@
ttps://telegram