چاپ سه‌بُعدی اندام‌های بدن و مواد خوراکی سرعت می‌گیرد

مهندسان آمریکایی دستگاهی ساختند که با به‌کارگیری شیوه‌های نوین، چاپ سه‌بُعدی مواد خوراکی و اندام‌های بدن را تسریع کرده و ارتقا می‌بخشد.

به گزارش روز شنبه گروه علمی ایرنا از تارنمای «تک اکسپلوریست»، ساختار ظریف و حساس الیاف سازنده بیشتر اندام‌های بدن انسان، استفاده از چاپگرهای سه‌بُعدی در شبیه‌سازی آن‌ها را دشوار می‌کند اما مهندسان دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، دستگاهی طراحی کرده‌اند که امکان چاپ سه‌بُعدی زیست ماده‌هایی چون اندام‌های بدن و غذا را فراهم می‌کند.

این دستگاه ضمیمه‌ای بر صنعت چاپگرهای سه‌بُعدی است که امکان چاپ سه‌بُعدی بافت‌های زنده، استخوان، رگ‌های خونی و حتی یک اندام کامل را در موقع لزوم، فراهم می‌کند.

سلول‌های زنده برای بقا به دما و شرایط شیمیایی خاصی نیاز دارند و معمولاً در فرآیند طولانی‌مدت چاپ، آسیب می‌بینند. پژوهشگران دانشگاه برکلی برای به حداقل رساندن احتمال مرگ سلول‌ها در حین این فرآیند، تکنیکی را طراحی کرده‌اند که به‌موجب آن چندین چاپگر به‌طور هم‌زمان لایه‌های بافتی دوبُعدی تولید می‌کنند؛ این لایه‌ها در ادامه با استفاده از بازوهای رباتیک به ایستگاه دیگری منتقل شده و در آنجا به‌گونه‌ای بر روی هم قرار داده می‌شوند تا ساختار سه‌بُعدی بسازند. چنین آرایشی فرآیند چاپ را تسریع کرده و احتمال بقای سلول‌ها را بالا می‌برد.

این تیم آمریکایی از پژوهشگران همچنین برای غلبه بر مشکل نگه‌داری از این اندام‌های چاپ‌شده، بر هفت دهه دانش و مهارت در حفظ سلول‌های تکی اتکا کرده است. در تکنیکی که این تیم در دستگاه جدید خود به کار برده است، هر لایه دوبُعدی بلافاصله پس از ادغام در ساختار سه‌بُعدی، فریز می‌شود و این امر شرایط مساعد برای بقای سلول‌ها در جریان فرآیندهای فریز، انبار و انتقال را فراهم می‌کند.

بوریس رابینسکی استاد مهندسی مکانیک و از دست‌اندرکاران این تیم تحقیقاتی دراین‌باره می‌گوید: «اکنون از چاپگرهای زیستی عمدتاً برای ساخت حجم‌های بافتی کوچک استفاده می‌شود. مشکل چاپگر زیستی سه‌بُعدی سرعت پایین آن است بنابراین قابلیت چاپ اندام یا بافت‌های بزرگ را ندارد زیرا تا زمان به پایان رسیدن فرآیند چاپ، بافت‌ها عموماً آسیب می‌بینند. یکی از نوآوری‌های ما این است که مواد را در حین چاپ فریز می‌کنیم و به این ترتیب مواد زیستی حفظ می‌شوند.»

به گفته وی، چاپ دوبُعدی بافت‌ها و سرهم کردن آن‌ها در قالب ساختاری سه‌بُعدی، با حذف زمان چاپ، فرآیند تولید را تسریع می‌کند.