3D Printing
المجاز الشائع في الخيال العلمي خاصةً خيال السايبربانك يتضمن أعضاءًا بديلة مصممة خصيصًا بناءً على جسد المستلم ولم نصل بعد كنوع - وفي الواقع ما زلنا بعيدين عنه - لكننا اتخذنا خطوة كبيرة في هذا الاتجاه وتمكن العلماء في جامعة ستانفورد من استخدام تقنيات الطباعة الحيوية المتقدمة لطباعة قطعة صغيرة من أنسجة القلب البشري المهندسة حيوياً.
ولنكون واضحين تمامًا هذا نسيج قلب بشري حقيقي مكون من خلايا جذعية حية وإن كمية الأنسجة التي أنشأها المختبر صغيرة جدًا بحيث لا يمكن استخدامها في أي شيء عملي حتى الآن ولكن هذه الطرق يمكن أن تؤدي إلى استبدال صمامات القلب أو الأعضاء الداخلية الحرجة الأخرى بمجرد توسيع نطاقها.
ويمكننا استخدام عمليات زرع من البشر أو حتى الحيوانات الأخرى في حين أنه من الصحيح أن عمليات الزرع تتم كل يوم إلا أن الجسم يمكن أن يرفض هذه المكونات بعد 20 أو حتى 30 عامًا وقد لا يكون هذا مصدر قلق كبير في جسد مريض قلب يبلغ من العمر 60 عامًا ولكن بالنسبة للأطفال الصغار الذين يولدون بعيوب في القلب فإن ذلك يضع جدولًا زمنيًا قصيرًا بشكل مرعب لحياتهم.
وإن الطباعة الحيوية ليست شيئًا جديدًا كما أنها لا تنتج نسيجًا بشريًا محددًا من الخلايا الجذعية والاختراق في هذه الحالة هو أن الباحثين - مارك سكايلر سكوت وفريقه - كانوا قادرين على استخدام تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد لبناء أنسجة القلب المعقدة ذات الطبقات في بنية أكثر سمكًا بكثير من طريقة السقالة النموذجية وإن الأعضاء البشرية ليست كرات خلايا متجانسة ولكنها بالأحرى هياكل معقدة يصعب تكرارها.
وباستخدام طرق الطباعة ثلاثية الأبعاد الحديثة تمكن الفريق من تصنيع أنسجة أكثر سمكًا طبقة واحدة في كل مرة ووضع يدويًا النوع الدقيق من الخلايا المطلوبة في المواقع الصحيحة ويعمل هذا بشكل جيد لإنشاء أنسجة معقدة مثل تلك الموجودة في قلب الإنسان حيث يكون الهيكل ثلاثي الأبعاد مهمًا لوظيفته وبالطبع هناك تحديات كبيرة لهذا النهج أيضًا.
وفي النهاية ما تمكن العلماء من صنعه هو أنبوب يبلغ طوله حوالي 2 بوصة وقطره حوالي ربع بوصة والأنسجة لديها القدرة على ضخ من تلقاء نفسها من خلال التقلص والتمدد الإيقاعي تماما مثل أنسجة القلب البشري في حين أن الأنبوب الشبيه بالوريد الذي أنشأه الفريق ليس مفيدًا في هذه المرحلة إلا أنه خطوة مهمة نحو تصنيع أنسجة أكبر يمكن استخدامها في الجسم.