0
ویژه نامه ها

اندام‌های چاپ سه بعدی

اندام های چاپ سه بعدی شده می توانند با رفع کمبود پیوند، جان افراد را نجات دهند.
اندام‌های چاپ سه بعدی
تصویر: نیاز به اعضای اهدایی را می توان با استفاده از یک روش جدید چاپ سه بعدی برطرف کرد.(Shutterstock)
 
به دلیل کمبود اندام در سطح جهان و وجود اهدا کنندگان محدود عضو، هزاران بیمار در صورت صدمات شدید، بیماری یا شرایط ژنتیکی در جستجوی اندام و بافت باقی مانده اند. بسیاری از این بیماران قبل از انجام پیوند می میرند.
 
مهندسی بافت یک رشته نوظهور است که در زمینه تولید بافت مصنوعی و جایگزین های عضو به عنوان راه حل های دائمی برای جایگزینی یا ترمیم آسیب کار می کند.
 
به عنوان محققان مهندسی پزشکی، ما در حال ساخت ساختارهای عضو های موقت سه بعدی– نامیده شده به عنوان داربست – هستیم که ممکن است به بازسازی بافت های آسیب دیده کمک کند و به طور بالقوه منجر به ایجاد اندام های مصنوعی شود. این بافت ها همچنین می توانند در کاربردهای مختلف مهندسی بافت از جمله ترمیم عصب در ساختارهای ساخته شده از مواد زیستی استفاده شوند.
 

بافت چاپی

تقریباً 22.6 میلیون بیمار سالانه به مداخلات جراحی مغز و اعصاب در سراسر جهان برای درمان آسیب به سیستم عصبی محیطی نیاز دارند. این آسیب در درجه اول به دلیل حوادث ناگوار مانند تصادفات وسایل نقلیه موتوری، خشونت، آسیب دیدگی در محل کار یا زایمان های سخت ایجاد می شود. پیش بینی می شود که هزینه جهانی ترمیم و بازسازی اعصاب تا سال 2025 به بیش از 400 میلیون دلار برسد.
 ایجاد سیاست در مورد برداشت اعضای بدن بر اساس رضایت مفروض می تواند گام اولیه مهمی در رفع کمبود روز افزون اهدا کنندگان عضو در کشور باشد.تکنیک های جراحی فعلی به جراحان امکان می دهد انتهای عصب را تنظیم مجدد کرده و رشد عصب را تحریک کنند. با این حال، میزان بهبودی در سیستم عصبی آسیب دیده تضمین نشده است و بازگشت عملکرد تقریباً هرگز کامل نیست.
 
مطالعات حیوانی روی موش ها نشان داده است اگر صدمه ای بیش از دو سانتی متر از اعصاب را از بین ببرد، شکاف نمی تواند به درستی پر شود و ممکن است منجر به از دست دادن عملکرد یا احساس عضله شود. در این شرایط، استفاده از داربست برای پل زدن دو طرف عصب آسیب دیده مهم است، به ویژه در صورت آسیب دیدگی عصب بزرگ.
 
 اندام‌های چاپ سه بعدی
 
تصویر: عکسی که نشان می دهد چگونه داربست می تواند عصب آسیب دیده را پر کند. آسیب های عصبی بزرگ (بزرگتر از 2 سانتی متر) برای اتصال دو طرف عصب آسیب دیده به داربست نیاز دارند تا به عنوان پل عمل کنند. (سامان نقیه)، نویسنده ارائه داده است.
 
چاپ زیستی سه بعدی، مشابه با چاپگرهای سه بعدی، ساختارهای سه بعدی را لایه به لایه چاپ می کند. با استفاده از این تکنیک، تیم تحقیقاتی ما ساختاری متخلخل ساخته شده از سلولهای عصبی بیمار و یک ماده بیولوژیکی برای پل زدن عصب آسیب دیده ایجاد کردند. ما از آلژینات - مشتق شده از جلبک ها - استفاده کردیم زیرا بدن انسان آن را رد نمی کند.
 
در حالی که این روش هنوز در افراد آزمایش نشده است، پس از اصلاح ، این روش دارای پتانسیل کمک به بیماران منتظر بافت و اندام هست.
 

چالش های ماده‌ای

آلژینات ماده ای چالش برانگیز برای کار است زیرا در هنگام چاپ سه بعدی به راحتی فرو می ریزد. تحقیقات ما بر توسعه تکنیک های جدید برای بهبود قابلیت چاپ آن متمرکز است.
 
برای ترمیم اعصاب، آلژینات از ویژگی های مطلوبی برای رشد و عملکرد سلول های زنده برخوردار است، اما قابلیت چاپ سه بعدی ضعیف، تولید آن را به طور قابل توجهی محدود می کند. این بدان معنی است که آلژینات در طی فرایند چاپ به راحتی جریان می یابد و منجر به ساختاری فرو ریخته می شود. ما یک روش ساخت به وجود آوردیم که در آن سلول ها یک ساختار آلژینات متخلخل که با چاپگر سه بعدی ایجاد می شود را پر می کنند.
 
تحقیقات قبلی از تکنیک های قالب سازی برای ایجاد یک آلژینات فله ای بدون ساختار متخلخل برای بهبود بازسازی عصب استفاده می کرد. سلولها چنین محیط جامدی را دوست ندارند. با این حال، چاپ سه بعدی یک ساختار آلژینات متخلخل چالش برانگیز است و اغلب غیرممکن است.
 
تحقیقات ما با چاپ ساختار متخلخل ساخته شده از لایه آلژینات لایه به لایه و نه یک آلژینات فله ای قالب شده، این مشکل را برطرف می کند. چنین ساختاری منافذ متصل به هم دارد و یک محیط سلول دوست فراهم می کند. سلول ها می توانند به راحتی با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و باز سازی را شروع کنند در حالی که آلژینات چاپ شده سه بعدی پشتیبانی موقت از آنها را فراهم می کند.
 
 اندام‌های چاپ سه بعدی
 
تصویر: یک گوش مصنوعی ساخته شده توسط چاپگر سه بعدی: از تصویر برداری پزشکی گرفته تا ایجاد داربست سفارشی ساخته شده از مواد بیولوژیکی و سلول ها. (سامان نقیه)، توسط نویسنده ارائه شده است.
 
محققان در حال پیاده سازی ساختارهای چاپ سه بعدی برای بیمارانی هستند که از آسیب های عصبی و همچنین آسیب های دیگر رنج می برند.
 شواهد کافی برای اثبات اثر بخشی سیاست رضایت مفروض وجود دارد. پس از کاشت ساختار آلژینات ساخته شده در بیمار، سؤال اصلی این است که آیا از پایداری مکانیکی کافی برای تحمل نیروهای وارد شده توسط بافتهای بدن برخوردار است؟ ما یک مدل عددی جدید برای پیش بینی رفتار مکانیکی ساختارهای آلژینات توسعه داده ایم.
 
مطالعات ما به درک پاسخ سلول کمک می کند، که عامل اصلی برای ارزیابی موفقیت ساختارهای آلژینات است.
 

یک سیستم اهدا کننده اعضای بدن می تواند کمبود اندام برای پیوند را در کانادا برطرف کند

 اندام‌های چاپ سه بعدی
 
تصویر: 85 درصد از اهالی انتاریا از اهدای عضو حمایت می کنند، اما فقط یک سوم آنها انجام این کار را در سیستم فعلی انتخاب کرده اند. (Shutterstock)
 
در سال 2018، 4351 کانادایی در لیست انتظار برای پیوند عضو بودند. در همان سال 223 کانادایی در انتظار پیوند اعضا درگذشتند.
 
این تعداد طی دهه گذشته در حال رشد بوده است. به عنوان مثال ، بین سال های 2009 و 2019، تعداد کانادایی های در مرحله نارسایی کلیوی در مرحله نهایی 35 درصد افزایش یافته است، و به طور قابل توجهی تعداد افرادی که نیاز به پیوند کلیه دارند افزایش می یابد. پیش بینی می شود که وضعیت فقط بدتر شود، زیرا پیش بینی می شود در سال های آینده تعداد بیشتری از کانادایی ها به پیوند اعضا نیاز داشته باشند.
 
 اندام‌های چاپ سه بعدی
 
تصویر: عکس مقطعی از کلیه انسان. بیماری کلیه در مرحله نهایی در کانادا بین 2009 و 2019 بیش از 35 درصد افزایش یافت. (Pixabay)
 
در پس زمینه این آمارهای هوشیارانه، نوا اسکوشیا قرار است به اولین حوزه قضایی در آمریکای شمالی برای تصویب قوانینی برای مقابله با کمبود اعضای بدن برای پیوند تبدیل شود. مصوبه 2 آوریل 2019، قانون اعضای بدن و انسان، قرار بوده است از 18 ژانویه 2021 اجرا شود.
 این قانون یک سیستم "انصراف" برای اهدای عضو ایجاد می کند، که بر اساس ایده رضایت مفروض عمل می کند.این قانون یک سیستم "انصراف" برای اهدای عضو ایجاد می کند، که بر اساس ایده رضایت مفروض عمل می کند. در اصل، این ایده فرض می کند که افراد موافقت کرده اند که اعضای بدن آنها پس از مرگ برای پیوند به افراد دیگر که به آن اندام ها احتیاج دارند، برداشت شوند.
 
سیستم انصراف نوا اسکوشیا بر خلاف روال رایج در کانادا است. در حال حاضر، اهدای عضو بر اساس سیستم "انتخاب" انجام می شود، در این سیستم افراد باید در حالی که زنده اند ثبت نام کنند تا اهدا کننده عضو محسوب شوند در حالی که اعضای بدن آنها برای پیوند پس از مرگ برداشت می شود.
 

مورد رضایت فرضی

شواهد کافی برای اثبات اثر بخشی سیاست رضایت مفروض وجود دارد. مثلاً در این رابطه اسپانیا، کشوری با قوی ترین سیستم انصراف، که بیش از 40 سال پیش تأسیس کرده است، را در نظر گیرید. در سال 2019، اسپانیا دارای 49 اهدا کننده عضو فوت شده در هر میلیون نفر بود - که بالاترین در جهان است. این میزان با نرخ ضعیف 20.6 در هر میلیون جمعیت کانادا با همان اندازه جمعیتی، مقایسه می شود.
 
علیرغم شاخص های لنگان اهدای عضو در کانادا، اکثر کانادایی ها از اهدای عضو حمایت می کنند. به عنوان مثال، 85 درصد از مردم انتاریا از اهدای عضو حمایت می کنند، اگر چه تنها یک سوم آنها سیستم فعلی را انتخاب کرده اند.
 
این اختلاف بیش از مخالفت های جدی اخلاقی با اهدای بعد از مرگ، به بی علاقگی در ثبت نام به عنوان اهدا کننده نسبت داده شده است. اگر نظر سنجی از افکار عمومی صحیح باشد، یک سیستم انصراف، در هنگام اتخاذ فرضیات درباره خواسته های افراد، بیشتر درست تلقی می شود تا غلط.
 

اعتراضات اخلاقی

کسانی که به اهدای عضو به دلایل مذهبی یا دلایل دیگر اعتراض دارند، در مقایسه با کسانی که به دلایل نوع دوستانه می خواهند عضو اهدا کنند و کمتر احتمال دارد ترجیح روشنی به سیستم انصراف داشته باشند، بیشتر تمایل خود را به یک سیستم انصراف اعلام می کنند.
 چاپ زیستی سه بعدی، مشابه با چاپگرهای سه بعدی، ساختارهای سه بعدی را لایه به لایه چاپ می کند.در سیستمی که برای نجات جان هایی حتی الامکان بیشتر طراحی شده است ، گذاشتن مسئولیت روی دوش افرادی که مخالف اهدای عضو در سیستم انصراف هستند نه تنها از نظر اخلاقی توجیه شده است، بلکه ابتکارات دیگری را نیز در پی دارد که در آن منافع عمومی در خط مقدم سیاست قرار دارد. به عنوان مثال، وضع قوانین اجباری کمربند ایمنی به دلیل نقض استقلال فردی، اغلب مورد انتقاد قرار گرفته است، اما نفع غالب منافع عمومی منجر به یک هنجار حقوقی و اجتماعی شده است که اکنون کاملاً پذیرفته شده است.
 
 اندام‌های چاپ سه بعدی
 
تصویر: عکس کلیه ها، قلب، ریه ها و کبد با یک روبان سبز، نمادی برای حمایت از اهدای عضو. 85 درصد از مردم انتاریا از اهدای عضو حمایت می کنند، اما فقط یک سوم آنها سیستم فعلی را انتخاب کرده اند. (کانوا)
 
مباحث مربوط به سیاست های مبتنی بر این که آیا یک حوزه قضایی باید در مقابل سیستم انتخاب در پیوند اعضا، از سیستم انصراف برخوردار باشد، با سؤالات اخلاقی خاردار پرشماری مواجه است. معمولاً هیچ پاسخ ساده و روشنی وجود ندارد و تمام مردم از هر تصمیمی که گرفته شود راضی نخواهند بود.
 
اما با توجه به تعداد کانادایی هایی که به گونه ای مخرب تحت تأثیر انواع نارسایی اعضای بدن قرار گرفته اند و از طریق پیوند از طریق پزشکی قابل جبران هستند، این کشور وظیفه اخلاقی دارد که بهترین راه را برای نزدیک شدن به کمبود مداوم اعضای اهدا کننده بررسی کند.
 

کاهش هزینه ها ضمن نجات جان افراد

فراتر از دلایل اخلاقیِ ایجاد سیستم انصراف، انگیزه های مالی نیز وجود دارد. به عنوان مثال، در مواردی که مربوط به نارسایی کلیه در مرحله نهایی باشد، آژانس کلیوی بریتیش کلمبیا دریافت که هزینه سالانه درمان دیالیز برای هر نفر 50 هزار دلار است. این به طور معنا داری بالاتر از هزینه پیوند کلیه است که یک بار برچسب قیمت 15000، و 5500 دلار در سال برای داروهای ضد رد دارد.
 
مطمئناً کاملاً غیر منطقی است که انتظار داشته باشیم اقدام جدید نوا اسکوشیا بدون هیچ گونه گرفتاری اجرا شود. با شروع عملیاتی شدن این قانون در هفته های آینده، موارد غیرقابل پیش بینی، پیچیده و دشواری پیش خواهد آمد. علاوه بر این، همان طور که شواهد مربوط به حوزه های قضایی که سیاست رضایت مفروض را تعیین کرده اند، نشان می دهد، تأثیرات مثبت سیاست انصراف بسیار کم است مگر در صورتی که حمایت مالی و سیاسی کافی از آن پشتیبانی کند.
 مهندسی بافت یک رشته نوظهور است که در زمینه تولید بافت مصنوعی و جایگزین های عضو به عنوان راه حل های دائمی برای جایگزینی یا ترمیم آسیب کار می کند.اگر چه ممکن است چالش هایی وجود داشته باشد، ایجاد سیاست در مورد برداشت اعضای بدن بر اساس رضایت مفروض می تواند گام اولیه مهمی در رفع کمبود روز افزون اهدا کنندگان عضو در کشور باشد. سایر استانهای کانادا باید توجه جدی به آزمایش پیش رو در نوا اسکوشیا داشته باشند، و در نظر بگیرند که چگونه حوزه قضایی آنها می تواند به کمبود اهدا کننده عضو پاسخ دهد - پدیده ای که باعث مرگ های قابل اجتناب بسیار و رنج های غیر ضروری می شود.
 
منبع: سامان نقیه، University of Saskatchewan، آجنش پراساد، Royal Roads University، کارلی نیگارد پیترسان، Royal Roads University
ارسال نظر
با تشکر، نظر شما پس از بررسی و تایید در سایت قرار خواهد گرفت.
متاسفانه در برقراری ارتباط خطایی رخ داده. لطفاً دوباره تلاش کنید.
موارد بیشتر برای شما
آشنایی با نظارت استصوابی
آشنایی با نظارت استصوابی

آشنایی با نظارت استصوابی

سومین روز ثبت‌نام انتخابات ریاست جمهوری| تعداد کل ثبت نام کنندگان به ۲۱۱ نفر رسید
سومین روز ثبت‌نام انتخابات ریاست جمهوری| تعداد کل ثبت نام کنندگان به ۲۱۱ نفر رسید

سومین روز ثبت‌نام انتخابات ریاست جمهوری| تعداد کل ثبت نام کنندگان به ۲۱۱ نفر رسید

الگوگیری‌های متقابل شبکه‌های دیجیتالی و سیستم عصبی
الگوگیری‌های متقابل شبکه‌های دیجیتالی و سیستم عصبی

الگوگیری‌های متقابل شبکه‌های دیجیتالی و سیستم عصبی

حکمت | زندگیت رو جار نزن ... / استاد علوی تهرانی
حکمت | زندگیت رو جار نزن ... / استاد علوی تهرانی

حکمت | زندگیت رو جار نزن ... / استاد علوی تهرانی

استفاده از بهترین الگوریتم های تقریب در علوم رایانه
استفاده از بهترین الگوریتم های تقریب در علوم رایانه

استفاده از بهترین الگوریتم های تقریب در علوم رایانه

تأثیر سوء تبعیض نژادی بر سلامتی سیاه پوستان
تأثیر سوء تبعیض نژادی بر سلامتی سیاه پوستان

تأثیر سوء تبعیض نژادی بر سلامتی سیاه پوستان

نوآوری در زنجیره‌ی تأمین مواد غذایی، و کِشت گوشت مصنوعی
نوآوری در زنجیره‌ی تأمین مواد غذایی، و کِشت گوشت مصنوعی

نوآوری در زنجیره‌ی تأمین مواد غذایی، و کِشت گوشت مصنوعی

دانستنی هایی در ارتباط با اوزون تراپی
دانستنی هایی در ارتباط با اوزون تراپی

دانستنی هایی در ارتباط با اوزون تراپی

هرآنچه که باید راجع به ام آر آی بدانیم
هرآنچه که باید راجع به ام آر آی بدانیم

هرآنچه که باید راجع به ام آر آی بدانیم

هرآنچه که باید راجع به سی تی اسکن بدانیم
هرآنچه که باید راجع به سی تی اسکن بدانیم

هرآنچه که باید راجع به سی تی اسکن بدانیم

آشنایی با خون به زبان ساده
آشنایی با خون به زبان ساده

آشنایی با خون به زبان ساده

از علت تا درمان برق گرفتگی
از علت تا درمان برق گرفتگی

از علت تا درمان برق گرفتگی

استفاده ناگزیر از انواع روبات‌هایی که دارند می آیند
استفاده ناگزیر از انواع روبات‌هایی که دارند می آیند

استفاده ناگزیر از انواع روبات‌هایی که دارند می آیند

آشنایی با علائم گازگرفتگی و روش های پیشگیری از آن
آشنایی با علائم گازگرفتگی و روش های پیشگیری از آن

آشنایی با علائم گازگرفتگی و روش های پیشگیری از آن

همه چیز راجع به انواع تروما
همه چیز راجع به انواع تروما

همه چیز راجع به انواع تروما

همه چیز راجع به آزمایش CRP
همه چیز راجع به آزمایش CRP

همه چیز راجع به آزمایش CRP

از موارد مصرف و عوارض قرص ویتامین دی چه میدانید؟
از موارد مصرف و عوارض قرص ویتامین دی چه میدانید؟

از موارد مصرف و عوارض قرص ویتامین دی چه میدانید؟

تعیین مسیر سرویس مدارس و زمان بندی ساعات شروع و خاتمه مدارس با الگوهای کامپیوتری
تعیین مسیر سرویس مدارس و زمان بندی ساعات شروع و خاتمه مدارس با الگوهای کامپیوتری

تعیین مسیر سرویس مدارس و زمان بندی ساعات شروع و خاتمه مدارس با الگوهای کامپیوتری

چرا کسی جلوی بی قانونی سپاهانی ها نمی ایستد/پرسپولیس با اختلاف 2 گل دربی را می برد
چرا کسی جلوی بی قانونی سپاهانی ها نمی ایستد/پرسپولیس با اختلاف 2 گل دربی را می برد

چرا کسی جلوی بی قانونی سپاهانی ها نمی ایستد/پرسپولیس با اختلاف 2 گل دربی را می برد

شبیه سازی و امکان گسترش آن به انسان
شبیه سازی و امکان گسترش آن به انسان

شبیه سازی و امکان گسترش آن به انسان

دومین روز ثبت نام انتخابات ریاست جمهوری/ احمدی نژاد، قاسمی و قاضی زاده هاشمی ثبت نام کردند
دومین روز ثبت نام انتخابات ریاست جمهوری/ احمدی نژاد، قاسمی و قاضی زاده هاشمی ثبت نام کردند

دومین روز ثبت نام انتخابات ریاست جمهوری/ احمدی نژاد، قاسمی و قاضی زاده هاشمی ثبت نام کردند