پژوهشگران گوش انسان را چاپ کردند!

به نقل از بیواینجینیر، پژوهشگران «کالج پزشکی وایل کرنل»(Weill Cornell Medicine) و «کالج مهندسی کرنل»(Cornell Engineering) با استفاده از روش‌های پیشرفته مهندسی بافت و یک چاپ‌گر سه‌بعدی، نمونه‌ای را از گوش انسان بالغ ساخته‌اند که طبیعی به نظر می‌رسد.

این پژوهش، نویدبخش ساخت گوش پیوندی با آناتومی کاملا مشخص و ویژگی‌های بیومکانیکی درست برای کسانی است که با ناهنجاری مادرزادی به دنیا می‌آیند یا گوش خود را در اواخر زندگی از دست می‌دهند.

دکتر «جیسون اسپکتور»(Jason Spector) رئیس بخش جراحی پلاستیک و ترمیمی در بیمارستان نیویورک و استاد جراحی پلاستیک در کالج پزشکی ویل کرنل گفت: بازسازی گوش به چندین عمل جراحی و هنر فوق‌العاده نیاز دارد. ظرافت این فناوری جدید ممکن است در نهایت گزینه‌ای را برای هزاران نفری ارائه دهد که برای اصلاح ناهنجاری‌های گوش بیرونی به جراحی نیاز دارند.

بسیاری از جراحان با استفاده از غضروف برداشته‌شده از دنده‌های کودک، گوش جایگزین می‌سازند که یک کار دردناک است و زخم‌هایی را به جا می‌گذارد. اگرچه گوش پیوندی چاپ سه‌بعدی را می‌توان به گونه‌ای ساخت که شبیه به گوش دیگر گیرنده باشد اما معمولا انعطاف‌پذیری مشابهی ندارد.

یکی از راه‌های تولید گوش جایگزین طبیعی‌تر، کمک گرفتن از سلول‌های غضروف است. دکتر اسپکتور و همکارانش در پژوهش پیشین خود، از سلول‌های غضروف حیوانات برای کاشت چارچوب ساخته‌شده از کلاژن استفاده کردند. اگرچه این پیوندها در ابتدا با موفقیت ساخته شدند اما با گذشت زمان توپوگرافی کاملا مشخص گوش شامل برجستگی‌ها، منحنی‌ها و پیچ‌های آشنای آن از بین رفت.

برای پرداختن به این مشکل در پژوهش حاضر، اسپکتور و گروهش از غضروف استریل‌شده حیوانات استفاده کردند تا هر چیزی را که می‌تواند باعث رد شدن توسط سیستم ایمنی شود، حذف کنند. غضروف در چارچوب‌های پلاستیکی پیچیده به شکل گوش قرار گرفت که روی یک چاپ‌گر سه‌بعدی براساس داده‌های گوش شخص گیرنده ایجاد شده بود. تکه‌های کوچک غضروف به عنوان تقویت‌کننده‌های داخلی عمل می کنند و بافت جدیدی را در چارچوب شکل می‌دهند. آنها پیوند را تقویت می‌کنند و جلوی انقباض را می‌گیرند.

طی سه تا شش ماه بعد، این ساختار به بافت غضروفی تبدیل شد که ویژگی‌های آناتومیکی گوش  را تقلید می‌کرد. اسپکتور گفت: این هدفی است که پیشتر به آن دست نیافته بودیم.

برای آزمایش حس گوش، بررسی‌های بیومکانیکی روی آن انجام شد. این بررسی‌ها تایید کردند که نمونه‌های‌ چاپ‌شده دارای انعطاف‌پذیری و کشسانی مشابه غضروف گوش انسان هستند. با وجود این، مواد مهندسی‌شده به اندازه غضروف طبیعی قوی نبودند و ممکن بود پاره شوند.

برای برطرف کردن این مشکل، اسپکتور قصد دارد سلول‌های غضروفی را به مخلوط اضافه کند که در حالت ایده‌آل از یک قطعه کوچک غضروف گوش دیگر گیرنده گرفته می‌شوند. به گفته اسپکتور، این سلول‌ها پروتئین‌های الاستیکی را می‌گیرند که غضروف گوش را بسیار قوی می‌کند و پیوندی را به وجود می‌آورد که از نظر بیومکانیکی بسیار شبیه به گوش طبیعی است.

این پژوهش در مجله «Acta Biomaterialia» به چاپ رسید.