تقنية مبتكرة تم استخدامها مؤخراً لإصلاح العظام والمفاصل, بطريقة ثلاثية الأبعاد مع الخلايا الحية دون استخدام المواد الكيميائية السامة التي تدخل عادة في هذه العملية، وفق ما نشره موقع إنتريستنج إنجنيرينج.
التقنية طورها فريق من الباحثين في جامعة نيو ساوث ويلز في مدينة سيدني الأسترالية ويرى الباحثون أن طريقتهم الجديدة تتيح طباعة العظام بطريقة ثلاثية الأبعاد مباشرة في جسم الإنسان. وقالت إيمان روحاني، المؤلفة المشاركة في الدراسة والمهندسة الحيوية في كلية الكيمياء في جامعة نيو ساوث ويلز “خلافًا للمواد المستخدمة سابقًا في هذا المجال تقدم تقنيتنا طريقة لطباعة التعويضات العظمية في مكان تركيبها، وهي تشبه بنية العظام وموادها الكيميائية”.
وقالت الدكتورة إيمان روحاني، من كلية الكيمياء بجامعة نيو ساوث ويلز: “هذه تقنية فريدة يمكنها إنتاج هياكل تحاكي الأنسجة العظمية عن كثب. ويمكن استخدامها في التطبيقات السريرية حيث يوجد طلب كبير لإصلاح عيوب العظام في الموقع، مثل تلك الناجمة عن الصدمات أو السرطان أو حيث يتم استئصال جزء كبير من الأنسجة”.
وقبل هذا العمل، إذا احتاج المريض إلى قطعة من العظام، فسيتعين على الأطباء إزالة قسم من مكان مختلف في الجسم.
ولم تكن الطباعة ثلاثية الأبعاد متاحة إلا بالذهاب أولا إلى المختبر لتصنيع الهياكل باستخدام أفران عالية الحرارة ومواد كيميائية سامة.
وقال الأستاذ المساعد كريستوفر كيليان، الذي شارك في تطوير التكنولوجيا المتقدمة: “ينتج عن هذا مادة جافة يتم إحضارها بعد ذلك إلى بيئة سريرية أو في المختبر، حيث يغسلونها بغزارة ثم يضيفون إليها الخلايا الحية. ويمكننا التوجه مباشرة إلى العظام حيث توجد الخلايا والأوعية الدموية والدهون، وطباعة بنية تشبه العظام تحتوي بالفعل على خلايا حية، في تلك المنطقة. ولا توجد حاليا تقنيات يمكنها القيام بذلك بشكل مباشر”.
ويشكل الحبر الخاص المصنوع للعملية بنية مشابهة كيميائيا للبنات بناء العظام، وفقا للعلماء.
وتمت صياغة الحبر بطريقة تجعل التحويل سريعا وغير سام في البيئة البيولوجية، ولا يبدأ إلا عند تعرض الحبر لسوائل الجسم، ما يوفر وقتا طويلا للعمل للمستخدم النهائي، على سبيل المثال، الجراحون.
ويتحد الحبر مع مادة كولاجينية تحتوي على خلايا حية، حيث يتيح التصنيع في الموقع لأنسجة شبيهة بالعظام والتي قد تكون مناسبة لتطبيقات هندسة أنسجة العظام، ونمذجة المرض وفحص الأدوية، وإعادة بناء العظام في الموقع.
جدير بالذكر أن الاتجاه إلى استخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في إصلاح العظام والمفاصل وتعويضها بدأ منذ أعوام فوجدنا علماء يطورون مكعبات تساعد في جبر الكسور والتئام الأنسجة الرخوة بالطباعة ثلاثية الأبعاد ودرس استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لمعالجة كسور العظام أو تشكيلها حسب الطلب إلا أن هذه التقنيات ما زالت في نطاق التجارب بسبب استخدامها أحبارًا ومواد خطرة على جسم الإنسان، والطريقة الأشيع اليوم لإصلاح العظام هي التطعيم الذاتي، أي من الشخص نفسه، إلا أن هذه الطعوم تصاب بالالتهابات بمعدلات عالية ولا تفيد إن كانت المادة العظمية المطلوبة كبيرة جدًا.
ولهذا يبدو الحل الذي وصل إليه باحثو جامعة نيو ساوث ويلز واعدًا في هذا المجال، إذ طوروا حبرًا قابلًا للطباعة ثلاثية الأبعاد في بيئة مائية تشبه جسم الإنسان، وهو يشبه المعجون في درجة حرارة الغرفة، لكن حينما يغطس في الجيلاتين يتصلب على شكل بنية بلورية نانوية تشبه بنية نسيج العظام.
نشر الباحثون شرحًا تفصيلياً للطريقة المبتكرة في مجلة أدفانسد فنكشنال متيرلياز، ويعملون حاليًا على تجارب طباعة أجزاء عظمية كبيرة بالتقنية ثلاثية الأبعاد، ثم اختبارها على الحيوانات لاكتشاف مدى فعاليتها وسلامتها.
