การพิมพ์ชีวภาพได้กลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับการสร้างเนื้อเยื่อและอวัยวะเทียมที่สามารถปฏิวัติการวินิจฉัยและการรักษาภาวะทางการแพทย์ต่างๆ ในบทความทบทวนล่าสุดสำหรับวารสารนักวิจัยจาก ในสหรัฐอเมริกาหารือเกี่ยวกับสถานะปัจจุบันของการวิจัยการพิมพ์ชีวภาพและประเมินศักยภาพในอนาคตสำหรับการตรวจคัดกรองยาและการศึกษาพิษวิทยา ตลอดจนการปลูกถ่าย
เนื้อเยื่อ
และอวัยวะ “เช่นเดียวกับที่แท่นพิมพ์อนุญาตให้เข้าถึงข้อมูลจำนวนมหาศาลด้วยต้นทุนที่ต่ำได้เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติ ดังนั้น การพิมพ์ชีวภาพอาจให้ปริมาณงานสูงและเป็นวิธีที่ประหยัดในการประกอบเซลล์เพื่อสร้างโครงสร้างเนื้อเยื่อที่ซับซ้อนซึ่งสามารถใช้ได้อย่างกว้างขวางสำหรับ
นักวิจัยและนักวิทยาศาสตร์จำนวนมาก” หัวหน้าทีมกล่าว “เรามีเป้าหมายที่จะมอบแนวทางแก้ไขปัญหาทางคลินิกที่มีอยู่ในปัจจุบันอย่างแท้จริง” นิยามการพิมพ์ชีวภาพว่าเป็นกระบวนการของการใช้เทคโนโลยีการผลิตสารเติมแต่งขั้นสูงเพื่อสร้างลวดลายของวัสดุชีวภาพ เช่น เซลล์ วัสดุชีวภาพ และชีวโมเลกุล
สำหรับการประดิษฐ์โครงสร้างที่เลียนแบบเนื้อเยื่อ แนวทางใหม่นี้ต้องการวัสดุที่เข้ากันได้ทางชีวภาพที่เรียกว่า เพื่อทำหน้าที่เป็นเมทริกซ์สำหรับเซลล์ที่พิมพ์ออกมา ซึ่งสามารถปลูกในถังปฏิกรณ์ชีวภาพเพื่อพัฒนาต่อไปและเติบโตเต็มที่ตามหน้าที่ ควบคุมในระดับเซลล์ในการวิจัยของพวกเขาเอง
และเพื่อนร่วมงานใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีระดับไมโครและนาโนต่างๆ รวมถึงการพิมพ์ชีวภาพ 3 มิติและการประกอบ เพื่อสร้างเนื้อเยื่อเทียมสำหรับการใช้งานด้านชีวการแพทย์ จุดสนใจหลักสำหรับการวิจัยของพวกเขาคือการควบคุมสภาพแวดล้อมระดับจุลภาคของเซลล์และผลักดันขีดจำกัด
ของการจัดการเซลล์ผ่านแพลตฟอร์มเทคโนโลยีนาโนและไมโครสเกลโดยเฉพาะ การสร้างสถาปัตยกรรมที่เลียนแบบความซับซ้อนของเนื้อเยื่อพื้นเมือง ตลอดจนหน้าที่และโครงสร้างของเซลล์เฉพาะนั้นคาดว่าจะมีการใช้งานที่สำคัญในการแพทย์แบบแม่นยำ
“กลุ่มวิจัย
ของเรามีเป้าหมายที่จะสร้างระบบเซลลูล่าร์ที่ซับซ้อนซึ่งเลียนแบบธรรมชาติ แต่เราต้องการสร้างระบบตั้งแต่เริ่มต้นที่สั่งประกอบตัวเองได้โดยตรง” Demirci อธิบาย “แรงที่กระทำจากภายนอกสามารถกระตุ้นการประกอบตัวเองที่ซับซ้อนได้ แรงเหล่านี้อาจเป็นแม่เหล็ก ไฟฟ้า หรือแม้กระทั่งเสียง”
กล่าวว่าแนวทางใหม่ๆ จำนวนมากได้รับการพัฒนาโดยกลุ่มวิจัยทั่วโลก นับตั้งแต่การทบทวนของทีมเผยแพร่ในเดือนมีนาคม 2016 “ตัวอย่างหนึ่งที่เรานึกถึงคือนวัตกรรมแพลตฟอร์มการลอยด้วยแม่เหล็กแบบไร้ฉลากที่ได้รับการพัฒนาสำหรับ 3D การประกอบเซลล์ในสถาปัตยกรรมที่มีชีวิตที่ซับซ้อน” เขากล่าว
นอกจากโลกนี้และทีมงานของเขามุ่งความสนใจไปที่การผลิตทางชีวภาพผ่านการประกอบเซลล์ด้วยตนเอง แทนที่จะสร้างโครงสร้างที่เพิ่มขึ้นบนโครงสร้างเนื้อเยื่อ อย่างไรก็ตาม เมื่อเร็วๆ นี้ พวกเขาเริ่มสนใจในกระบวนการผลิตเซลล์ทางชีวภาพในกรณีที่ไม่มีสนามแรงโน้มถ่วง โดยมีจุดประสงค์
เพื่อสำรวจว่าเนื้อเยื่อจะสามารถนำไปสร้างในอวกาศได้หรือไม่ “วิธีการพิมพ์ชีวภาพที่มีอยู่ทั้งหมดอาศัยการมีอยู่ของหยด (เช่น ในเครื่องพิมพ์ชีวภาพแบบหยดต่อหยดหรือแบบหยดตามสั่ง) หรือบนวัสดุอัดรีดที่ร่อนลงบนพื้นผิว ซึ่งเป็นหนึ่งในวิธีที่เหมาะสมที่สุดในการพิมพ์ชีวภาพ ” เดมีร์ซีแสดงความคิดเห็น
อธิบายว่าเซลล์ในธรรมชาติประกอบตัวเองที่ระดับจุลภาคเป็นการกำหนดค่าการทำงานที่ซับซ้อนและสถาปัตยกรรมขนาดเล็ก และนักวิจัยกำลังใช้ประโยชน์จากกลไกนี้มากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อประกอบระบบชีวเลียนแบบในหลอดทดลอง “อย่างไรก็ตาม ในท้ายที่สุด เราต้องการเขียนโค้ด 3D ของสิ่งมีชีวิต
ที่ซับซ้อนหลายเซลล์อย่างแม่นยำ ซึ่งเป็นความท้าทายที่น่าตื่นเต้นเนื่องจากความซับซ้อนทางสถาปัตยกรรมและความแตกต่างเชิงพื้นที่ของพวกมัน” “เทคนิคดังกล่าว ซึ่งจะสร้างวัสดุที่มีชีวิตด้วยการควบคุมแบบ 3 มิติเหนือรูปทรงเรขาคณิตและการจัดระเบียบ อาจสามารถสร้างแบบจำลอง
ระบบที่เลียนแบบพฤติกรรมทางสรีรวิทยาและพยาธิสภาพของเนื้อเยื่อพื้นเมืองได้” เขากล่าวต่อ “แบบจำลองดังกล่าวอาจมีประโยชน์อย่างมากในด้านโรคมะเร็งสำหรับยาที่มีความแม่นยำเพื่อการดูแลผู้ป่วยที่ดีขึ้น”“เรากำลังลองใช้แนวทางอื่น เช่น การประกอบเซลล์ในแบบ 3 มิติโดยใช้สนามแม่เหล็ก
ควบคุม
และข้อควรพิจารณาที่สำคัญอื่น ๆ ก่อนที่จะมีนัยสำคัญ มีการลงทุน แต่มันไม่ง่ายเลย และเราได้เห็นสตาร์ทอัพที่ได้รับการสนับสนุนอย่างดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านการวินิจฉัยทางการแพทย์
และแม้ว่าโดยทั่วไปแล้ว การสนับสนุนของเราจะ “มองไม่เห็น” แต่ผลิตภัณฑ์ที่ช่วยออกแบบ
“เรามีการประชุมที่ยอดเยี่ยมมาก” เธอกล่าวถึงการรวมตัวกันครั้งแรกของกลุ่มที่งาน ในกรุงโคเปนเฮเกนในเดือนมิถุนายน “เราเรียนรู้กันได้มากมายจากกันและกัน” กล่าวด้วยจิตวิญญาณนี้ว่าการประชุมที่นิวซีแลนด์จะจัดขึ้น “เราหวังว่านี่จะเป็นจุดเริ่มต้นของการสนทนาที่จะปรับปรุงความเชี่ยวชาญ
ในระบบที่ปรึกษาต่างๆ” เขากล่าว “เป้าหมายของการฝึกไม่ใช่เพื่อส่งเสริมรูปแบบใดรูปแบบหนึ่งโดยเฉพาะ แต่เพื่อหารือเกี่ยวกับคำถามพื้นฐานที่ขอบเขตระหว่างวิทยาศาสตร์และการเมืองที่นำไปใช้ทั่วโลก”และเป็นลักษณะพิเศษของการหดตัวแบบยืดหยุ่น
คุณจะสามารถค้นหาสิ่งที่คุณต้องการและสร้างสิ่งนั้นได้ แต่จะใช้เวลาสองสามปี” เขากล่าวในระยะยาวที่เพียงพอ “เราหวังว่า การศึกษา ที่กำลังดำเนินอยู่ จะสามารถตอบคำถามดังกล่าวได้ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า” พวกเขาเขียนน้อย แม้ว่าความแตกต่างจะไม่มีนัยสำคัญทางสถิติ แต่ก็แนะนำให้ระมัดระวังในเรื่องนี้
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
