کوچک‌ترین چاپگر زیستی ۳ بُعدی جهان، ناجی تار‌های صوتی می‌شود

به گزارش مجله خبری نگار، محققان با الهام از بزرگترین حیوان خشکی‌زی جهان، آن چه را که به گفته خودشان کوچکترین چاپگر زیستی سه‌بعدی جهان است، ساخته و آزمایش کرده‌اند. این دستگاه ممکن است روزی با ارائه هیدروژل‌های درمانی پس از جراحی به پزشکان کمک کند.

به نقل از نیچر، در گزارشی که در روز ۲۹ اکتبر در مجله Device منتشر شد، محققان ثابت کردند که این دستگاه می‌تواند از طریق اسکوپ جراحی پزشک هیدروژل را روی یک مجموعه مصنوعی از تار‌های صوتی قرار دهد. ابراهیم اوزبولات، مهندس زیست‌پزشکی در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا در یونیورسیتی پارک، می‌گوید: این اولین باری است که یک چاپگر زیستی را دیده‌ام که برای تار‌های صوتی قابل استفاده است. چاپ زیستی معمولا نقص‌های پوستی را از بیرون برطرف می‌کند. رسیدن به یک نقص از داخل، چالشی در این زمینه بوده است.

پس از انجام عمل جراحی برای برداشتن کیست یا زائده از تار‌های صوتی، افراد گاهی اوقات به دلیل زخم شدن و سفت شدن تار‌های صوتی خود، در صحبت کردن مشکل دارند. مطالعات نشان داده است که تزریق هیدروژل‌ها که می‌توانند به گونه‌ای شکل داده شوند که ساختار طبیعی تار‌های صوتی را شبیه‌سازی کنند و از بافت جدید در حین رشد پشتیبانی کنند، روند بهبودی را تسریع می‌کند. اما جراحان برای تحویل دقیق مواد زیستی با مشکل مواجه بوده‌اند، زیرا دید آنها به گلو محدود است.

سوین گرون، مهندس زیست پزشکی در دانشگاه مک گیل در مونترال، کانادا، این سوال را مطرح کرد که آیا دنیای طبیعی می‌تواند راه حلی برای این مشکل ارائه دهد. شاید یک بازوی رباتیک نرم که مانند خرطوم فیل حرکت می‌کند، بتواند کوچک شود تا به جراحان بدون مسدود کردن دید آنها کمک کند؟

گرون و همکارانش ابتدا نمونه اولیه‌ای به قطر هشت میلی‌متر طراحی کردند. سپس، آنها طرح را کوچک کردند تا راحت‌تر از طریق اسکوپ یک سانتی‌متری که جراحان برای عمل‌های جراحی استفاده می‌کنند، جا شود و نشان دادند که این دستگاه می‌تواند به طور دقیق مقادیر زیادی از هیدروژل‌های مبتنی بر هیالورونیک اسید را برای پر کردن شکاف‌های تار‌های صوتی مصنوعی، که معمولا برای آموزش جراحی استفاده می‌شوند، تحویل دهد. گرون می‌گوید: کار بر روی کوچک‌سازی بیشتر وقت را گرفته است.

ارتقاء سطح

در حال حاضر، اپراتور‌های آموزش‌دیده چاپگر کوچک را به صورت دستی با یک کنترلر پلی‌استیشن هدایت می‌کنند. اما همانطور که تیم به سمت آزمایش دستگاه در آزمایش‌های بالینی حرکت می‌کند، می‌خواهد چاپگر زیستی را طوری برنامه‌ریزی کند که وقتی تصاویر محل جراحی به آن داده می‌شود، بتواند به طور مستقل یک مسیر چاپ از پیش تعیین‌شده را دنبال کند.

ازبولات کنجکاو است که آیا تیم برای تکمیل آزمایش‌های لازم روی حیوانات قبل از آزمایش‌های بالینی در انسان، نیاز به تغییر طرح خود خواهد داشت یا خیر. او می‌گوید، به عنوان مثال، محققان ممکن است نیاز به تغییر اندازه دستگاه برای میمون یا موش داشته باشند.

با تطبیق و آزمایش بیشتر، کاربرد‌هایی را برای دستگاه خارج از فرآیند ترمیم تار‌های صوتی شاهد خواهیم بود. برای مثال، پزشکان می‌توانند از این بازوی رباتیک برای کنترل دقیق‌تر ابزار‌های جراحی از جمله چاقوی جراحی و انبرک، استفاده کنند که در حال حاضر به راحتی در فضا‌های تنگ قابل استفاده نیستند.