محتويات المقال :
هي تقنية تشبه تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد التقليدية ولكن باستخدام مواد حيوية خاصة بدلًا من المواد البلاستيكية أو المعدنية. تقوم الطابعة الحيوية بإنشاء هيكل ثلاثي الأبعاد أولي من المواد الحيوية بشكل يشبه النسيج. وبعد انتهاء الطباعة، يخضع لعدة عمليات معالجة قبل الحصول على النسيج النهائي. كما تستخدم التقنية في الصناعات الدوائية. وتصل دقة الطباعة إلى حوالي 97%. [1]
تتألف العملية من ثلاث خطوات.
أول خطوة في عملية الطباعة هي تشكيل نموذج ثلاثي الأبعاد للعضو أو النسيج المراد طباعته على برامج التصميم الحاسوبية. كما يتم تحديد المواد اللازمة لهذه العملية، فمثلًا تختلف المواد المستخدمة في إنتاج الصمام القلبي عن المواد المستخدمة في إنتاج النسيج العظمي. كما يمكن أخذ خزعة من جسم المريض من أجل إنتاج عضو يتوافق حيويًا مع جسمه. بالنسبة للصور ثلاثية الأبعاد، يتم أخذها أولًا باستخدام أجهزة التصوير الطبي «الطبقي المحوري – CT» أو «الرنين المغناطيسي – MRI» وبعدها تتم معالجة الشكل وتعديله باستخدام برامج خاصة.[2]
وهذه الخطوة التي تتم فيها الطباعة الفعلية، حيث يوضع الحبر الحيوي والمواد الخاصة ضمن الطابعة. المادة هي عبارة عن خليط من الخلايا الجذعية والحبر الحيوي. وعندما تبدأ الطابعة بالعمل، تقوم بترسيب المواد بشكل تراكمي على السقالة وتتابع العمل وفق النموذج الرقمي حتى الوصول للشكل النهائي.[2]
وتعد أهم خطوة في سير العملية، لأنها تؤمن الاستقرار الحيوي والميكانيكي للهيكل الذي تمت طباعته. للحفاظ على النسيج وعلى وظيفته الحيوية والبيولوجية، يجب أن يتحقق شرط التحفيز الكيميائي والفيزيائي. يؤمن هذا التحفيز الإشارات اللازمة للخلية لكي تتكاثر وتستشعر حدود السقالة فتنمو ضمنها.[2]
هي الطريقة الأكثر شيوعًا للطباعة ثلاثية الأبعاد للعناصر البيولوجية. تعتمد هذه الطريقة على توزيع المواد بشكل تدفقي ومنفصل زمنياً، بحيث يتم تعديل درجة حرارة الوسط قبل إضافة كل طبقة. وتستخدم بشكل كبير في الصناعات الدوائية والأبحاث العلمية.[]
تعتمد هذه الطريقة على مرحلتين، المرحلة الأولى هي تشكيل هيكل من المواد المغذية فقط ضمن السقالة، المرحلة الثانية فيتم فيها حقن الخلية مع الحبر الحيوي ضمن مفاصل معينة في الهيكل حيث سيبدأ نموها منها. تستخدم هذه الطريقة في إنتاج الجلد الصناعي وعمليات الطباعة التي تتطلب دقة عالية جدًا.
تعتمد هذه الطريقة على ترسيب المواد الحيوية على السقالة بشكل حراري بعد امتصاص طاقة الليزر من قبل الحبر الحيوي ليترسب على سطح السقالة. وتستخدم هذه الطريقة في معالجة الأحماض النووية للخلايا، وأيضا طباعة بطانة الشريان الرئوي، ويمكن استخدامها في عمليات إنتاج خلايا سرطانية لأهداف بحثية.
المصادر
هل نشأت الحياة الخلوية مرتين؟.. شفرة وراثية واحدة ونشأتان للحياة د. طارق قابيل قف معي…
لأول مرة في التاريخ الذكاء الاصطناعي يكتب الشفرة الوراثية الكاملة لـ16 فيروساً اصطناعياً ويثير قلق…
ثورة زراعة بروتين اللحم داخل الخس والتبغ.. هل تصبح النباتات مصانع بروتين لإنقاذ كوكب الأرض؟…
شفرة الوجود الرقمية: حين يطبع الذكاء الاصطناعي الفيروسات من الصفر د. طارق قابيل هل نحن…
الخلود البيولوجي بين صخب الإعلام وحقيقة العلم: كيف يُعيد الطب تشكيل مستقبل الجسد البشري؟ بقلم:…
فوضى الجينوم البشري ثلاثية الأبعاد: لماذا لا تكفي الخوارزميات لفهم حقيقة الحياة؟ د. طارق قابيل…