جلبکها به بافتهای مهندسی سه بعدی روح می بخشند – ScienceDaily


محققان در شماره 18 نوامبر ژورنال گزارش دادند که جلبک های بیو پرینت سه بعدی می توانند به عنوان منبع پایدار اکسیژن برای سلولهای انسانی در بافتهای رگ زده شده مهندسی شده استفاده شوند. موضوع. آنها جلبکهای فتوسنتز بیو پرینت شده را همراه با سلولهای مشتق شده از انسان در یک ماتریس هیدروژل سه بعدی قرار دادند تا بافتهایی به شکل لانه زنبوری با لوبولهای کبدی مانند انسان ایجاد کنند. در آینده ، محققان می گویند یک رویکرد دوستدار محیط زیست و مقرون به صرفه برای چاپ زیستی سه بعدی می تواند پتانسیلی برای کاربردهایی مانند مدل سازی بیماری ، تولید دارو ، داروهای احیا و شخصی سازی شده و حتی مهندسی مواد غذایی داشته باشد.

نویسنده ارشد تحقیق J. Shrike Zhang ، مهندس زیست مهندسی در دانشکده پزشکی هاروارد و بیمارستان بریگام و زنان گفت: “این مطالعه اولین نمونه واقعی از مهندسی بافت همزیستی است که سلولهای گیاهی و سلولهای انسانی را به روش فیزیولوژیکی قابل توجهی با استفاده از چاپ سه بعدی بیولوژیکی ترکیب می کند.” “مطالعه ما یک مثال منحصر به فرد از چگونگی استفاده از استراتژی همزیستی بسیار معمول در طبیعت برای ارتقا ability توانایی ما در ایجاد بافتهای انسانی مفید ارائه می دهد.”

تقاضای فزاینده ای برای بافتهای مصنوعی برای جایگزینی بافتهایی که برای بازیابی عملکرد اندامها آسیب دیده اند ، وجود دارد و در دهه گذشته ، از تکنیک های چاپ سه بعدی بیولوژیکی برای تولید اسکلت های بافتی برای کاربردهای پزشکی و مهندسی بافت استفاده شده است. این رویکرد معمولاً شامل استفاده از بیوینک روی سطح برای بدست آوردن ساختارهای سه بعدی با ساختارها و شکلهای دلخواه جهت جمع کردن اندامها و بافتها از جمله عروق است که نقشی اساسی در انتقال اکسیژن و مواد مغذی به بدن دارد. بیوینک اساساً هیدروژل حاوی سلول های زنده ، مواد زیستی و سایر مکمل های رشد است. این ماتریس خارج سلولی بافت مورد نظر را تقلید می کند و رشد سلولهای جاسازی شده را تقویت می کند.

با وجود پیشرفت در تولید بافت سه بعدی ، محدودیت اصلی حفظ سطح اکسیژن کافی در بافت طراحی شده برای بقا ، رشد و عملکرد سلول است. محققان سعی می کنند با گنجاندن مواد زیستی آزاد کننده اکسیژن این مشکل را برطرف کنند ، اما آنها معمولاً به اندازه کافی کار نمی کنند و گاهی اوقات برای سلول ها سمی هستند زیرا مولکول هایی مانند پراکسید هیدروژن یا سایر گونه های اکسیژن واکنش پذیر تولید می کنند. ژانگ می گوید: “روشی که امکان آزاد سازی پایدار اکسیژن از بافتهای مهندسی شده را فراهم کند ، فوراً مورد نیاز است.”

برای پاسخگویی به این تقاضا ، ژانگ و همکارانش روشی مبتنی بر جلبک را برای ترکیب الگوهای عروقی در بافتهای مهندسی شده و منبع پایدار اکسیژن برای سلولهای انسانی در بافت ها ایجاد کردند. به طور خاص ، آنها از جلبک های سبز تک سلولی فتوسنتزی به نام Chlamydomonas reinhardtii استفاده کردند. این استراتژی همزیستی برای جلبک هایی که رشد آنها تا حدی توسط دی اکسید کربن ترشح شده توسط سلولهای انسانی اطراف پشتیبانی می شود ، نیز مفید است.

اولین مرحله شامل چاپ زیستی سه بعدی جلبک ها بود. محققان C. reinhardtii را در بیوینک که عمدتا از سلولز تشکیل شده است ، تشکیل دهنده اصلی سازه گیاهان ، جلبک ها و قارچ ها است. Bioink در یک سرنگ مجهز به سوزن بارگیری می شود و چاپ زیستی اکستروژن با استفاده از چاپگر بیو انجام می شود.

محققان سپس جلبک های چاپ شده بیوپری و سلولهای کبدی انسان را در یک ماتریس هیدروژل سه بعدی قرار دادند. C. reinhardtii bioprinted باعث آزاد شدن اکسیژن به روش فتوسنتز و زنده ماندن و عملکرد سلولهای انسانی می شود ، سلولهایی که تا چگالی بالا رشد می کنند و پروتئین های خاص کبد تولید می کنند. ژانگ می گوید: “قبلا دستیابی به تراکم سلول بالا در بافتهای مهندسی شده و مهندسی شده انسانی دشوار بود.”

سرانجام ، محققان از آنزیم سلولاز برای تجزیه بیوآنزیم سلولزی استفاده کردند ، سپس میکروکانال های توخالی باقی مانده را با سلول های عروقی انسان پر کردند تا شبکه های عروقی در بافت کبد ایجاد کنند. ژانگ می گوید: “توسعه چنین bioink فراری ، که اجازه اکسیژن رسانی اولیه و تشکیل عروق بعدی را در داخل ساختار بافتی می دهد ، قبلا گزارش نشده است.” “این یک گام حیاتی در جهت طراحی موفقیت آمیز پارچه های زنده و کاربردی است.”

در نهایت ، بافتهای مهندسی شده و اکسیژن دار سه بعدی واسکولار شده ، امکان کاشت در آینده برای دستیابی به بازسازی بافت در انسان را دارند. این بافت ها همچنین می توانند برای غربالگری و تولید دارو ، مطالعه مکانیسم های بیماری و احتمالاً داروی شخصی در صورت استفاده از سلول های خاص بیمار استفاده شوند.

یکی دیگر از کاربردهای بالقوه فناوری چاپ چاپ سه بعدی ، مهندسی مواد غذایی است. ریزجلبک ها منبع غنی پروتئین ، کربوهیدرات ، اسیدهای چرب اشباع نشده چندگانه ، کاروتنوئیدها ، ویتامین ها و مواد معدنی ضروری هستند. این ترکیبات فعال زیستی را می توان در غذاهای نوآورانه و کشت شده گنجانید تا ارزش غذایی آنها را افزایش داده و سلامتی را ارتقا بخشد.

اما در این بین ، تلاش های بیشتری برای بهینه سازی روش مورد نیاز است. به عنوان مثال ، می توان محیط کشت را بهبود بخشید تا رشد سلولهای C. reinhardtii و انسان را تسهیل کند و شرایط روشنایی را می توان برای بهینه سازی اکسیژن رسانی به جلبک ها تنظیم کرد. علاوه بر این ، مطالعات دقیق در مورد ایمنی زیستی ، سمیت و عدم سازگاری جلبک ها برای ترجمه بالینی در آینده مهم خواهد بود. ژانگ گفت: “این فن آوری نمی تواند بلافاصله برای مردم استفاده شود.” “این هنوز اثبات مفهوم است و به مطالعات پیگیری قابل توجهی برای ترجمه نیاز دارد.”

تاریخچه تاریخ:

مواد تهیه شده توسط پرس سلول. توجه: مطالب را می توان از نظر سبک و طول ویرایش کرد.


منبع: packge-news.ir

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>