محقق جوان ایرانی موفق به طراحی و تولید جوهر زیستی از گیاه آلوئه ورا برای نمونه سازی بافت پوست به وسیله چاپگر زیستی شد.
به گزارش خبرگزاری دانا، 'آرزو داداش زاده' دانش آموخته کارشناسی ارشد
دانشکده مهندسی ژنتیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر در پروژه کارشناسی ارشد خود
با عنوان 'طراحی و مشخصه یابی جوهر زیستی برای نمونه سازی بافت پوست به
وسیله چاپگر زیستی' با استفاده از گیاه آلوئه ورا و فناوری نانو موفق به
تولید جوهر زیستی شد که تجربه ای منحصر به فرد در دنیا به شمار می آید.
چاپگر زیستی، فناوری جدید در زمینه علوم زیستی است که توانایی ساخت بافت و ارگان های بدن را دارد و می تواند به کم شدن تعداد افرادی که در انتظار پیوند بافت برای عضو از دست رفته هستند، کمک زیادی کند.
به گفته محقق طرح تولید جوهر زیستی، پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر پیش از این موفق به طراحی و ساخت چاپگرهای زیستی در کشور شده بودند اما در تولید جوهر مناسب، مشکلاتی وجود داشت که با توجه به همین نیاز، این محقق جوان، پروژه تحقیقاتی طراحی و مشخصه یابی جوهری مناسب و کارآمد برای چاپگرهای زیستی را به عنوان پروژه کارشناسی ارشد خود برگزید.
داداش زاده در گفت و گو با خبرنگار علمی ایرنا به تشریح جزییات طرح تحقیقاتی خود پرداخت و گفت: در این طرح، به توجه به مقالات مطالعه شده از سدیم آلژینات به عنوان ژل پایه چاپ استفاده شد که ماده ای طبیعی، ارزان قیمت و در دسترس است اما به دلیل آنکه چسبندگی سلولی از خود نشان نمی دهد دیده شده است که میزان زنده مانی سلول ها در آن روز به روز کاهش می یابد که به همین منظور، نسبتی از ژلاتین را به ترکیب آن افزودیم تا مشوق چسبندگی سلولی باشد.
وی ادامه داد: از همین رو جوهری که انتخاب کردم ترکیبی از سدیم آلژینات و ژلاتین بود که می توانست داخل چاپگر، چاپ شود و با کلسیم کلرید، پیوند عرضی ایجاد کند و به صورت ضلع دربیاید.
این محقق جوان تصریح کرد: با توجه به اینکه جنبه نوآوری این ایده نیز برای ما اهمیت داشت، یک سری نانوحامل هایی سنتز کردیم که داخل آن آلوئه ورا، بارگذاری شده بود که رهایش آلوئه ورا باعث افزایش تکثیر سلول ها می شد.
وی خاطرنشان کرد: از آنجا که جوهر پوستی را برای چاپ بافت پوست نیاز داشتیم درنتیجه، درصد سدیم آلژینات ژلاتین را به مقداری درنظر گرفتیم که به بافت پوست نزدیک باشد و یک سری تست هایی گرفتیم که آیا سلولها می توانند در این محیط زنده بمانند یا خیر.
داداش زاده افزود: همچنین در این طرح تحقیقاتی، تست های زنده مانی سلول ها را گرفتیم که چه درصدی سلول ها زنده می مانند و آیا به مرور زمان، برای سلول ها سمیتی (سمی بودن محیط ) ایجاد می کند یا خیر و تاثیر آلوئه ورا را بررسی کردیم.
وی با توضیح این که هر بافتی از بدن، یک سری مدول هایی دارد که به ما می گوید آیا از لحاظ مکانیکی هم می تواند حمایت کند یا خیر، اظهار داشت: بنابراین تست مکانیکی را هم در آزمایشات خود قرار دادیم که آیا استحکام مکانیکی مناسب را دارد و می توانند سلول ها را حمایت کند که آنها بتوانند یک محیط سه بعدی داشته باشند و نهایتا ecm (ماتریکس خارج سلولی) را ترشح کنند.
داداش زاده به اجرای تست های تخریب در این پروژه تحقیقاتی اشاره کرد و گفت: به طور کلی، هر بافتی که داخل بدن قرار می گیرد بعد از مدتی، باید تخریب شود و بافت مناسبی جایگزین آن شود و به عبارت دیگر، سازه بافت باید تخریب پذیر باشد و در عین حال از جذب آب مناسب برخوردار باشد.
وی اضافه کرد: نانوحامل هایی که طراحی کردیم نیز لازم بود یک سری مشخصه هایی داشته باشند که با توجه به همین موضوع، از نانوحامل هایی که سنتز کردیم آزمون DLS گرفتیم تا سایز ذرات را به دست بیاوریم و قابلیت کاربرد این نانوحامل ها را برای گرایش مهندسی بافت مورد بررسی قرار دهیم که خوشبختانه سایز ذراتی که به دست آوردیم مناسب بود.
دانش آموخته مهندسی ژنتیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر یادآور شد: در این طرح، برای اینکه آلوئه ورا به صورت کنترل شده در ارتباط با سلول ها باشد از بارگذاری آنها درون نیوزوم استفاده کردیم که به این ترتیب، آلوئه ورا به آهستگی از نیوزوم رهایش پیدا کند و هر بار مقدار اندک و کنترل شده ای از آن در ارتباط با سلول ها قرار گیرد.
وی بیان داشت: در ادامه طرح، همچنین نرخ رهایش آلوئه ورا از داخل نانوحامل ها را مورد بررسی قرار دادیم که در روزهای مختلف، چه مقدار آلوئه ورا رهایش پیدا می کند و همه این آزمون ها دارای تکرار و نمونه کنترل بودند که بتوانیم کار را به صورت قیاسی انجام دهیم.
داداش زاده که پروژه کارشناسی ارشد خود را با راهنمایی دکتر ' نبی الله ابوالفتحی' به سرانجام رسانده است، گفت: در این طرح موفق به ساخت جوهر مناسب و قابل استفاده در چاپگرهای زیستی برای تولید بافت پوست شدیم که هیچگونه سمیتی نیز ایجاد نمی کند و بافت پوست را با چاپگر زیستی ساخت دانشگاه صنعتی امیرکبیر به سرپرستی دکتر ابوالفتحی، چاپ کردیم.
وی توضیح داد: این چاپگر برای تولید بافت های مختلف کاربرد دارد ولی ما در اولین قدم، بافت پوست را انتخاب کردیم که تقریبا دو بعدی است.
داداش زاده یادآور شد: چاپگرهای زیستی نه تنها در ایران بلکه در جهان هم تکنولوژی جدیدی هستند و کار تحقیقاتی ما برای اولین بار در سطح دنیا انجام گرفت زیرا این ویژگی ها که آلوئه ورا داخل نانوحامل باشد، حالت آهسته رهش داشته باشد و بتواند به تکثیر سلول ها در زمینه چاپ زیستی کمک کند، کار ما را منحصر به فرد کرده است.
چاپگر زیستی (Bioprinter) یکی از اجزای مهم و پایه ای در فناوری چاپ زیستی به شمار می آید.
از مزایای فناوری چاپ زیستی می توان به امکان استفاده از چاپگرهای تجاری با اعمال اصلاحاتی جهت پیدا کردن قابلیت چاپ سلول های زنده اشاره کرد.
فناوری چاپ زیستی نیازمند طراحی و مشارکت سه بخش اصلی شامل چاپگر زیستی، جوهر زیستی و کاغذ زیستی است که محققان دانشگاه امیرکبیر، پیش از این موفق به ساخت چاپگر زیستی شده بودند و اکنون فناوری تولید جوهر زیستی نیز توسط پژوهشگران این دانشگاه فراهم شده است.
چاپگر زیستی، فناوری جدید در زمینه علوم زیستی است که توانایی ساخت بافت و ارگان های بدن را دارد و می تواند به کم شدن تعداد افرادی که در انتظار پیوند بافت برای عضو از دست رفته هستند، کمک زیادی کند.
به گفته محقق طرح تولید جوهر زیستی، پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر پیش از این موفق به طراحی و ساخت چاپگرهای زیستی در کشور شده بودند اما در تولید جوهر مناسب، مشکلاتی وجود داشت که با توجه به همین نیاز، این محقق جوان، پروژه تحقیقاتی طراحی و مشخصه یابی جوهری مناسب و کارآمد برای چاپگرهای زیستی را به عنوان پروژه کارشناسی ارشد خود برگزید.
داداش زاده در گفت و گو با خبرنگار علمی ایرنا به تشریح جزییات طرح تحقیقاتی خود پرداخت و گفت: در این طرح، به توجه به مقالات مطالعه شده از سدیم آلژینات به عنوان ژل پایه چاپ استفاده شد که ماده ای طبیعی، ارزان قیمت و در دسترس است اما به دلیل آنکه چسبندگی سلولی از خود نشان نمی دهد دیده شده است که میزان زنده مانی سلول ها در آن روز به روز کاهش می یابد که به همین منظور، نسبتی از ژلاتین را به ترکیب آن افزودیم تا مشوق چسبندگی سلولی باشد.
وی ادامه داد: از همین رو جوهری که انتخاب کردم ترکیبی از سدیم آلژینات و ژلاتین بود که می توانست داخل چاپگر، چاپ شود و با کلسیم کلرید، پیوند عرضی ایجاد کند و به صورت ضلع دربیاید.
این محقق جوان تصریح کرد: با توجه به اینکه جنبه نوآوری این ایده نیز برای ما اهمیت داشت، یک سری نانوحامل هایی سنتز کردیم که داخل آن آلوئه ورا، بارگذاری شده بود که رهایش آلوئه ورا باعث افزایش تکثیر سلول ها می شد.
وی خاطرنشان کرد: از آنجا که جوهر پوستی را برای چاپ بافت پوست نیاز داشتیم درنتیجه، درصد سدیم آلژینات ژلاتین را به مقداری درنظر گرفتیم که به بافت پوست نزدیک باشد و یک سری تست هایی گرفتیم که آیا سلولها می توانند در این محیط زنده بمانند یا خیر.
داداش زاده افزود: همچنین در این طرح تحقیقاتی، تست های زنده مانی سلول ها را گرفتیم که چه درصدی سلول ها زنده می مانند و آیا به مرور زمان، برای سلول ها سمیتی (سمی بودن محیط ) ایجاد می کند یا خیر و تاثیر آلوئه ورا را بررسی کردیم.
وی با توضیح این که هر بافتی از بدن، یک سری مدول هایی دارد که به ما می گوید آیا از لحاظ مکانیکی هم می تواند حمایت کند یا خیر، اظهار داشت: بنابراین تست مکانیکی را هم در آزمایشات خود قرار دادیم که آیا استحکام مکانیکی مناسب را دارد و می توانند سلول ها را حمایت کند که آنها بتوانند یک محیط سه بعدی داشته باشند و نهایتا ecm (ماتریکس خارج سلولی) را ترشح کنند.
داداش زاده به اجرای تست های تخریب در این پروژه تحقیقاتی اشاره کرد و گفت: به طور کلی، هر بافتی که داخل بدن قرار می گیرد بعد از مدتی، باید تخریب شود و بافت مناسبی جایگزین آن شود و به عبارت دیگر، سازه بافت باید تخریب پذیر باشد و در عین حال از جذب آب مناسب برخوردار باشد.
وی اضافه کرد: نانوحامل هایی که طراحی کردیم نیز لازم بود یک سری مشخصه هایی داشته باشند که با توجه به همین موضوع، از نانوحامل هایی که سنتز کردیم آزمون DLS گرفتیم تا سایز ذرات را به دست بیاوریم و قابلیت کاربرد این نانوحامل ها را برای گرایش مهندسی بافت مورد بررسی قرار دهیم که خوشبختانه سایز ذراتی که به دست آوردیم مناسب بود.
دانش آموخته مهندسی ژنتیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر یادآور شد: در این طرح، برای اینکه آلوئه ورا به صورت کنترل شده در ارتباط با سلول ها باشد از بارگذاری آنها درون نیوزوم استفاده کردیم که به این ترتیب، آلوئه ورا به آهستگی از نیوزوم رهایش پیدا کند و هر بار مقدار اندک و کنترل شده ای از آن در ارتباط با سلول ها قرار گیرد.
وی بیان داشت: در ادامه طرح، همچنین نرخ رهایش آلوئه ورا از داخل نانوحامل ها را مورد بررسی قرار دادیم که در روزهای مختلف، چه مقدار آلوئه ورا رهایش پیدا می کند و همه این آزمون ها دارای تکرار و نمونه کنترل بودند که بتوانیم کار را به صورت قیاسی انجام دهیم.
داداش زاده که پروژه کارشناسی ارشد خود را با راهنمایی دکتر ' نبی الله ابوالفتحی' به سرانجام رسانده است، گفت: در این طرح موفق به ساخت جوهر مناسب و قابل استفاده در چاپگرهای زیستی برای تولید بافت پوست شدیم که هیچگونه سمیتی نیز ایجاد نمی کند و بافت پوست را با چاپگر زیستی ساخت دانشگاه صنعتی امیرکبیر به سرپرستی دکتر ابوالفتحی، چاپ کردیم.
وی توضیح داد: این چاپگر برای تولید بافت های مختلف کاربرد دارد ولی ما در اولین قدم، بافت پوست را انتخاب کردیم که تقریبا دو بعدی است.
داداش زاده یادآور شد: چاپگرهای زیستی نه تنها در ایران بلکه در جهان هم تکنولوژی جدیدی هستند و کار تحقیقاتی ما برای اولین بار در سطح دنیا انجام گرفت زیرا این ویژگی ها که آلوئه ورا داخل نانوحامل باشد، حالت آهسته رهش داشته باشد و بتواند به تکثیر سلول ها در زمینه چاپ زیستی کمک کند، کار ما را منحصر به فرد کرده است.
چاپگر زیستی (Bioprinter) یکی از اجزای مهم و پایه ای در فناوری چاپ زیستی به شمار می آید.
از مزایای فناوری چاپ زیستی می توان به امکان استفاده از چاپگرهای تجاری با اعمال اصلاحاتی جهت پیدا کردن قابلیت چاپ سلول های زنده اشاره کرد.
فناوری چاپ زیستی نیازمند طراحی و مشارکت سه بخش اصلی شامل چاپگر زیستی، جوهر زیستی و کاغذ زیستی است که محققان دانشگاه امیرکبیر، پیش از این موفق به ساخت چاپگر زیستی شده بودند و اکنون فناوری تولید جوهر زیستی نیز توسط پژوهشگران این دانشگاه فراهم شده است.
