تیمی از دانشمندان بیمارستان بریگهام و زنان به رهبری دکتر علی خادم‌حسینی و با همکاری مهدی نیکخواه، با استفاده از یک روش زیست‌چاپگری سه‌بعدی توانسته‌اند پیشرفت‌هایی در زمینه تولید سلولهای خون حاصل کنند.

مسیر پیچیده رگ‌های خونی که درون بدن گردش کرده، مواد مغذی اساسی را به اندام منتقل و ضایعات خطرناکشان را تخلیه می‌کنند، همیشه برای دانشمندانی که در تلاش برای ساخت رگ‌های مصنوعی از صفر هستند، معما بوده است.

علی خادم‌حسینی، نویسنده ارشد این پژوهش اظهار کرد: مهندسان گام‌های چشمگیری را در مسیر ساخت بافتهای مصنوعی پیچیده مانند بافتهای قلبی، کبد و ریه‌ها برداشته‌اند؛ اما تولید رگهای مصنوعی خون هنوز به عنوان یک چالش اساسی در زمینه مهندسی بافت باقی مانده است.

خادم‌حسینی که یک مهندس زیست‌پزشکی و رئیس مرکز تحقیقات نوآوری مواد زیستی بیمارستان بریگهام و زنان است، افزود: ما تلاش کرده‌ایم که این چالش را با ارائه یک استراتژی منحصربفرد برای رگزایی از سازه‌های هیدروژل مورد خطاب قرار دهیم که پیشرفتهای موجود در زمینه‌های فناوری زیست‌چاپگر سه‌بعدی و مواد زیستی را با هم ترکیب می‌کند.

محققان ابتدا از یک چاپگر زیستی سه بعدی برای ساخت یک الگوی فیبر آگاروز – مولکول طبیعی مبتنی بر قند – به عنوان قالبی برای رگهای خونی استفاده کردند. آنها سپس قالب را با یک ماده شبیه گلاتین موسوم به هیدروژل پوشاندند که پوششی مانند گچ‌گیری روی قالب ایجاد کرد و در نهایت با استفاده از اتصالات عرضی نوری (Photocrosslinks) تقویت شد.

دکتر خادم‌حسینی در ادامه اظهار کرد: رویکرد ما شامل چاپ الیاف آگاروز است که به کانالهای رگ خونی تبدیل می‌شوند. اما آنچه در مورد این رویکرد منحصربفرد است، این است که الگوی فیبری چاپ شده از قدرت کافی برخوردارند تا ما بتوانیم آنها را حذف کرده و کانالها را تولید کنیم. این کار از حل شدن این لایه‌های قالب که ممکن است خیلی برای سلولهای موجود در ژل اطراف مفید نباشند، جلوگیری خواهد کرد.

خادم‌حسینی و تیمش توانستند شبکه‌های ریزکانالی را بسازند که از ویژگیهای معماری مختلفی برخوردارند. آنها همچنین توانستند با موفقیت این ریزکانالهای کاربردی و قابل تزریق را درون طیف گسترده‌ای از هیدروژلهای رایج مورد استفاده مانند ژلاتین متاکریلات در تمرکزهای گوناگون ادغام کنند.

دکتر علی خادم‌حسینی اظهار امیدواری کرد در آینده فناوری چاپ سه‌بعدی شاید بتواند برای تولید بافتهای قابل پیوند سفارشی بر اساس نیاز بیماران یا در خارج از بدن برای تولید داروهای ایمن و موثر مورد استفاده قرار بگیرد.

نتایج این پژوهش در مجله Lab on a Chip منتشر شده است.