3-D Bioprinting: A Modern Prometheus
هذا المقال ، بقلم لوجان راماناثان ، 17 عامًا ، من مدرسة نويفا في لوس ألتوس هيلز ، كاليفورنيا ، هو أحد الفائزين العشرة الأوائل في شبكة التعلم مسابقة الكتابة STEM السنوية الرابعة، والتي تلقينا منها أكثر من 3000 إدخال.
يمكنك أن تجد جميع الطلاب الفائزين لدينا هنا.
3-D Bioprinting: A Modern Prometheus
في الأساطير اليونانية ، تم تكليف بروميثيوس ، إله النار ، بخلق الإنسان – لتشكيل جسم الإنسان وأعضائه من الطين. الآن ، من خلال العلم ، قد تصبح نسخة من عمل بروميثيوس حقيقة واقعة.
بعد أربعة عشر ساعة من دخوله الجراحة ، استيقظ لوك ماسيلا البالغ من العمر 10 سنوات في مستشفى بوسطن للأطفال. وُلد لوقا بحالة تسمى السنسنة المشقوقة ، وهي مرض في العمود الفقري يمكن أن يسبب مضاعفات صحية واسعة النطاق. في سن العاشرة ، خضع لأكثر من اثنتي عشرة عملية جراحية ، وفي عام 2001 ، أدى خلل في المثانة إلى فشل كلوي. احتاج لوقا إلى مثانة جديدة ؛ ومع ذلك ، تقليديا ، هذا لم يكن ممكنا. في السابق ، كان فشل المثانة يعني العيش مع كيس فغر يجمع البول خارج الجسم أو كيس داخلي يتم تصريفه بأنبوب. بالإضافة إلى ذلك ، بدون المثانة السليمة ، لن تتمكن كليتا لوك من الشفاء.
“كنت أواجه نوعًا من الاحتمالية التي قد أضطر إلى القيام بها لغسيل الكلى [blood purification via machine] قال لوقا. “لن أكون قادرًا على ممارسة الرياضة ، وأن أحظى بحياة طبيعية مع أخي.” كان للدكتور أنتوني أتالا ، رائد جراحة المسالك البولية للأطفال ، أفكار أخرى.
باستخدام طابعات متخصصة ثلاثية الأبعاد وقطعة صغيرة من مثانة Luke ، تمكن فريق الدكتور أتالا ، على مدى شهرين ، من زراعة مثانة جديدة لـ Luke. حققت جراحة الزرع نجاحًا ساحقًا. يعيش لوقا حتى يومنا هذا بدون تعقيدات. أول حالة على الإطلاق لزراعة أعضاء مطبوعة ثلاثية الأبعاد. بحلول عام 2018 ، تلقى تسعة مرضى آخرين عمليات زرع أعضاء مطبوعة مماثلة.
تعمل الطابعات الحيوية بشكل مشابه للطابعات ثلاثية الأبعاد التقليدية ؛ ومع ذلك ، بدلاً من ترسيب طبقات من البلاستيك ، فإنها تقدم طبقات من المواد الحيوية التي تشمل الخلايا الحية. يتم زراعة هذه الخلايا الحية من خلايا بذرة مأخوذة من المريض ويتم زراعتها لتكوين ارتباط حيوي. تتبع الطابعات التعليمات من نماذج الكمبيوتر التفصيلية للأعضاء أو الأنسجة الأخرى التي غالبًا ما يتم تصنيعها خصيصًا لمريض معين. وبالتالي ، من خلال استخدام فحص التصوير بالرنين المغناطيسي والخلايا المحصودة ، يمكن للطابعات إنشاء عضو مخصص ، مما يوفر تطابقًا مثاليًا.
في العقد الماضي ، تطورت صناعة الطباعة الحيوية بسرعة للعمل على الأنسجة والأعضاء الأكثر تعقيدًا. على سبيل المثال ، حقق فريق في مستشفى بريجهام والنساء ، مؤخرًا ، تقدمًا كبيرًا في طباعة الأوعية الدموية البشرية.
وفقًا لجنيفر لويس ، الأستاذة في معهد Wyss للهندسة المستوحاة بيولوجيًا بجامعة هارفارد ، في أقل من عقد من الزمان ، يمكن طباعة جميع الأعضاء تقريبًا ، مما يلغي الحاجة إلى المتبرعين بالزرع. مع وفاة 17 أمريكيًا كل يوم أثناء انتظار عمليات زرع الأعضاء ، يمكن أن تصبح الطباعة الحيوية ذات تأثير كبير. من خلال التكنولوجيا الجديدة ، سيتمكن مئات الآلاف من الأشخاص من تلقي عمليات زرع منقذة للحياة والتي كانت مستحيلة لولا ذلك.
من خلال الطباعة الحيوية ، ينقل العلم الأساطير إلى الحياة. ولكن هذه المرة ، بدلًا من قيام العمالقة بتشكيل عناصر جسم الإنسان من الطين ، يقوم الباحثون والأطباء بطباعة الأعضاء باستخدام معدات عالية التقنية ، مما يقودنا إلى مستقبل أكثر صحة.
تم الاستشهاد بالأعمال
بيلتون ، بادريج. “مثانة جديدة مصنوعة من خلاياي أعادت لي حياتي.” بي بي سي نيوز ، 11 سبتمبر 2018.
كارترايت ، مارك. “بروميثيوس”. موسوعة تاريخ العالم.
نافورة هنري. “في الطابعة ، الأنسجة الحية.” اوقات نيويورك 11 أغسطس 2013.
خادم حسيني علي. “3-D. التكنولوجيا: بناء أوعية دموية أفضل فيديو ونسخة. ” مستشفى بريغهام والنساء.
لورد ، بريان. “نمت المثانة من 3-D. استمرت الأنسجة المطبوعة بيولوجيًا في العمل بعد 14 عامًا “. صناعة الطباعة ثلاثية الأبعاد ، 12 سبتمبر 2018.
رابين ، روني كارين. “الأطباء يزرعون أذنًا لخلايا بشرية ، مصنوعة بواسطة طابعة ثلاثية الأبعاد.” اوقات نيويورك 2 يونيو 2022.
روجرز ، كريستين. “متى سنكون قادرين على تصنيع أجهزة طباعة ثلاثية الأبعاد ومن سيكون قادرًا على توفيرها.” سي إن إن ، ١٠ مارس ٢٠٢٣.
روزين ، إلين. “سلاح محتمل ضد الوباء: طباعة الأنسجة البشرية.” نيويورك تايمز ، 27 يوليو 2020.
تانغ ، جيني. “تجديد الأعضاء مع الطباعة ثلاثية الأبعاد والتطبيقات المستقبلية.” مراجعة Imperial Bioscience ، 28 يناير 2022.
