ترمیم آسیب نخاعی با استفاده از چاپ سه‌بعدی

به گزارش ایسنا و به نقل از گیزمگ، صدمات نخاعی به گونه‌ای هستند که در صورت آسیب دیدن هر قسمت از نخاع، همه سیستم آن را مختل می‌کنند.

پژوهشگران "دانشگاه مینه‌سوتا" (UMN) آمریکا، ابزاری طراحی کرده‌اند که می‌تواند قسمت‌های جداشده را دوباره به یکدیگر متصل کند. این ابزار، یک رسانای سیلیکونی سه‌بعدی پوشیده از سلول‌های بنیادی عصبی است که در محل آسیب‌دیده کار گذاشته می‌شود و اتصالات جدیدی را میان عصب‌های باقیمانده برقرار می‌کند؛ در نتیجه، بیمار می‌تواند دوباره کنترل حرکت خود را به دست آورد.

اتصال دوباره نخاع آسیب دیده، کار دشواری است اما پژوهشگران در حال حاضر، درمان‌های بسیاری را بررسی می‌کنند. ممکن است درمان ژنتیکی، بتواند به باز کردن بافت زخم و تولید دوباره سلول‌های عصبی کمک کند. در درمان های دیگر، محل آسیب دیده، به طور کامل کنار گذاشته می‌شود و فرستادن پیام‌ها از مغز با کمک رایانه یا ارسال بی‌سیم سیگنال‌ها به ابزاری که در قسمت پایین‌تر مغز کار گذاشته شده، صورت می‌گیرد.

درمان جدید پژوهشگران دانشگاه مینه‌سوتا، ترکیبی از هر دو روش مذکور است. آنها کار خود را با جمع‌آوری "سلول‌های بنیادی پلوروپتوژن"(pluripotent stem cells) آغاز کردند. سلول‌های بنیادی پلوروپتوژن، نوعی از سلول‌های بنیادی هستند که از سلول‌های بنیادی بزرگسالان از جمله سلول‌های پوست و خون به دست می‌آیند. پژوهشگران پس از مهندسی زیستی این سلول‌ها، توانستند با روش چاپ سه‌بعدی، ابزاری از جنس لایه‌های قابل تغییر سیلیکون و سلول‌های بنیادی عصبی ابداع کنند.

سپس، این ابزار در محل آسیب نخاعی کار گذاشته شد و رسانای سیلیکونی، سلول‌های بنیادی را تا زمانی که قادر به تولید عصب‌های جدید شوند، پرورش داد و سلول‌های آسیب ندیده را به هر دو قسمت جراحت، متصل کرد.

"میشل مک‌آلپین"(Michael McAlpine)، از نویسندگان این پژوهش گفت: این، نخستین بار است که سلول‌های بنیادی عصبی بزرگسالان، با روش چاپ سه بعدی و روی یک رسانای سه‌بعدی در آزمایشگاه تولید می‌شود. چاپ سه‌بعدی چنین سلول‌های پیچیده‌ای، دشوار است و دشوارترین بخش آن، زنده نگه داشتن سلول‌هاست. ما، چندین روش گوناگون را در فرآیند چاپ سه‌بعدی امتحان کردیم و موفق شدیم حدود 75 درصد سلول‌ها را در طول فرآیند چاپ سه‌بعدی زنده نگه داریم و آنها را به عصب‌های سالم تبدیل کنیم.

اگرچه این ابزار، هنوز روی بیماران یا حتی حیوانات آزمایش نشده اما بررسی‌های آزمایشگاهی نشان داده‌اند که عصب‌ها در سراسر کانال‌های رسانای سیلیکونی رشد می‌کنند و فعال هستند. پژوهشگران باور دارند این روش درمانی می‌تواند به بیماران کمک کند تا علاوه بر دوباره راه رفتن، دیگر توانایی‌های مهم خود را نیز به دست آورند.

"آن پر" (Ann Parr)، از نویسنگان این پژوهش گفت: ما دریافتیم که ممکن است تقویت هر یک از سیگنال‌های زخم، بتواند به بهبود عملکرد بیماران کمک کند. هدف ما این است که بیماران مبتلا به آسیب نخاعی، علاوه بر توانایی راه رفتن، توانایی کنترل ادرار یا توقف حرکات غیرارادی پا را نیز به دست آورند. این تغییرات ساده، به بهبود بزرگی در زندگی بیماران منجر خواهند شد.

این پژوهش، در مجله " Advanced Functional Materials" به چاپ رسید.