پرینترهای سه بعدی، محصولاتی هستند که پیش از این مفصلا به آنها پرداخته ایم و مطمئنا شما هم نسبت به این تکنولوژی نو ظهور آشنایی خوبی دارید.

این تکنولوژی اخیرا به شدت مورد استفاده قرار می گیرند و مردم می توانند آنها را با قیمت مناسب تهیه کنند. از تهیه کردن مدل گرفته تا لوازم کاربردی و حتی اندام مصنوعی را می توان با این پرینتر ها انجام داد. اما شاید جالب ترین بخش در مورد این پرینتر ها، توانایی پرینت بافت های بدن انسان باشد.

اما چگونه می توان بدن انسان را پرینت کرد؟ کدام بخش ها را می توان پرینت کرد؟ و آیا روزی می توان کل بدن انسان را پرینت کرد؟

بیو پرینت

به بیان ساده، به پرینت بافت های زنده، بیو پرینت می گویند. تکنیک هایی که این عمل را ممکن می سازد واقعاً اعجاب آور هستند.

اول از همه سلول های بافت مورد نظر از فرد دهنده به محیط کشت منتقل می شوند و تحت شرایطی آنها را به مرحله ی تکثیر می رسانند. زمانی که تعداد سلول ها به مقدار کفایت رسید، آنها را وارد کارتریج پرینتر های سه بعدی می کنند. البته این پرینتر ها دقیقا همان پرینتر های سه بعدی که ما کم و بیش می شناسیم نیستند و بسیار پیشرفته تر هستند. از اینجا به بعد، پرینتر سه بعدی همانند هر پرینت سه بعدی دیگر از سلول ها به عنوان ماده ی اولیه استفاده می کند.

در این فرآیند سلول ها به صورت لایه ای روی هم پرینت می شوند. در بین لایه ها از ژل های مخصوص و یا مواد قندی استفاده می شود. گاهی هم از یک قالب مخصوص برای شکل گیری بهتر بافت استفاده می گردد.

بعد از این که بافت مورد نظر پرینت شد، لایه های سلولی دوباره شروع به رشد و تکثیر می کنند. در این فرآیند فضاهای خالی بافت پر شده و ساختار آن، به شکل واقعی نزدیک تر می گردد. زمانی که بافت مورد نظر به اندازه ی کافی به بلوغ رسید، می توان آن را برای مصارف آزمایشگاهی و یا پیوند به افراد استفاده کرد.

یکی از مهم ترین فواید بیو پرینت این است که بافت تولید شده و پیوند شده به فرد، دقیقا از سلول های خود او تولید شده، در نتیجه شانس پس زده شدن به حداقل می رسد. به همین دلیل است که جامعه ی پزشکی چشم امید شان به این بخش از تکنولوژی دوخته شده است.

چه چیزهایی تا کنون بیو پرینت شده اند؟ در پاسخ باید بگوییم رگ های خونی، استخوان ها (از جمله یک جمجمه)، نای، مثانه، دریچه های قلب، پوست و حتی یک گوش تا کنون با موفقیت به این روش پرینت شده اند. تیمی در چین توانسته کلیه ای بسازد که فعلا تا 4 ماه عمر می کند که البته دانشمندان به این مقدار راضی نیستند. گروهی دیگر از دانشمندان برخی در حال کار بر روی ساخت کبد هستند که البته این یکی قدری سخت تر است. چرا که زیرا پرینت یک کبد کامل در حدود 10 روز به طول می انجامد. اما جالب ترین بخش این فن آوری این است که دانشمندان تحقیقات برای پرینت قلب انسان را هم آغاز کرده اند.

مرز بیو پرینت

گروهی از محققان در این زمینه در دانشگاه Louisville تحت نظر دکتر استوارت ویلیامز (Stuart Williams) در حال کار بر روی بیو پرینت هستند. این گروه معتقد است که پرینت قلب انسان ترکیبی از بافت های مصنوعی و طبیعی خواهد بود و برای افرادی که علاقه ای به قلب مصنوعی ندارند مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

دکتر ویلیامز پیش بینی می کند که تیم او خواهد توانست ظرف سه تا پنج سال آینده یک قلب کامل را پرینت کند و آن زمان می توان عمری چند صد ساله را برای انسان متصور شد. او در این رابطه می گوید:

اگر قصد ساخت یک هواپیما را داشته باشید، ابتدا بخش های مختلف را می سازید و بعد آنها را به هم وصل می کنید. این دقیقا همان کاری است که ما با قلب انجام می دهیم.

در حال حاضر هدف این تیم تحقیقاتی این است که بتوانند در مدت 7 روز یک قلب کامل را پرینت کنند. اگر این اتفاق رخ دهد، باید گفت واقعاً انقلابی در زمینه ی پزشکی صورت پذیرفته است. این قلب جدید قادر خواهد بود تا تمام وظایف قلب قبلی را به نحو احسن به انجام برساند.

آینده

در این یک سوال مطرح می شود: در صورت امکان پرینت استخوان ها، رگ های خونی، اندام ها و پوست، آیا می توانیم یک انسان کامل را پرینت کنیم؟ این موضوع به مشابه فیلم های علمی تخیلی به نظر می رسد، اما باید بگوییم تخیل و علم دو روی یک سکه هستند.

البته پرینت سه بعدی انسان اگر هم ممکن باشد، تا مدت های بسیاری جای کار دارد. پرینت کبد یا قلب یک طرف قضیه است، اما پرینت انسان کامل به کلی مبحث دیگری است. برای پرینت یک قلب 50 سی سی از چربی کافی خواهد بود. اما برای یک انسان کامل نه تنها حجم زیادی از بافت های اصلی مورد نیاز است، بلکه برنامه ریزی بسیار پیچیده برای پرینت آن الزامی خواهد بود.

با نگاهی به کتاب های آناتومی بدن خواهیم دید که هزاران بخش کوچک چگونه با دقت و ظرافت در کنار هم قرار گرفته اند و کار می کنند.

البته با توجه به پیشرفت علوم کامپیوتری، چندان دور از انتظار نیست که روزی بتوانیم نقشه ی کامل بدن انسان را برای پرینتر های سه بعدی آماده کنیم. ما قبلا از موانعی همچون الگوی ژن انسان گذشته ایم. علوم پزشکی روز به روز در حال پیشرفت هستند، در نتیجه نمی توان گفت هرگز نخواهیم توانست یک انسان را پرینت کنیم.

در مقایسه با مغز انسان، بقیه بخش ها تنها بافت هایی یک بعدی هستند. در مغز یک فرد معمولی، حدود 100 میلیارد نورون و 100 میلیارد ارتباط سلولی وجود دارد. توانایی پرینت این تعداد نورون در جای خود و همچنین پیوند آنها به شکل صحیح با یکدیگر فوق العاده دشوار خواهد بود. باید در نظر داشت که ما هنوز چندان درک مناسبی از هوشیاری نداریم.

پزشکان قبلا نمونه هایی از مغز را پرینت کرده اند تا عمل جراحی مغز را تمرین کنند. همچنین بخشی از شبکه ی نورونی پرینت شده است، اما این سطح از جزئیات واقعاً فراتر از توان کنونی علم و تکنولوژی است.

صد البته که می توان مغز را با یک کامپیوتر جایگزین کرد، اما کماکان بدن به سیستم عصبی نیاز خواهد داشت. پرینت سیستم عصبی به خصوص وقتی پای بینایی در میان باشد بسیار سخت خواهد بود. زیرا باید این موضوع باید به صورت کامل به درستی عمل کند تا کارآمد باشد.

آیا این کار واقعاً شدنی است؟

پرینت سه بعدی یک انسان اگر هم شدنی باشد، در آینده ی نزدیک امکان پذیر نیست. در واقع سال ها کار و تحقیق در این زمینه لازم است تا به چنین مرحله ای از علم و تکنولوژی دست یابیم.

این کار نیازمند نگاه جدیدی به بدن انسان و همچنین تکنولوژی دارد. آیا واقعاً شدنی است؟ دوست نداریم به این سوال جواب "نه" بدهیم، زیرا در اطرافمان صدها مورد وجود دارد که روزی "غیر ممکن" خوانده می شد. تا همین اواخر، پرینت سه بعدی یک داستان تخیلی بود، اما انگار ما انسان ها علاقه ی شدیدی داریم تا خودمان را غافلگیر کنیم.

منبع MUO: