برای جراحی‌های پیچیده قلب، داشتن یک فرصت برای برنامه‌ریزی و تمرین بر روی یک مدل واقع گرایانه می‌تواند به جراحان کمک کند تا مشکلات را پیش‌بینی کنند، و منجر به نتایج موفقیت‌آمیز تر شوند. از تکنیک‌های چاپ سه بعدی فعلی برای ساخت مدل‌های اندام در اندازه کامل استفاده شده‌است، اما مواد به‌طور کلی احساس یا خواص مکانیکی بافت طبیعی را تکرار نمی‌کنند و مواد بافت نرم، مانند لاستیک‌های سیلیکون، اغلب هنگام چاپ سه بعدی در هوا دچار تخریب می‌شوند و تولید ساختارهای بزرگ و پیچیده را دشوار می‌کنند.
ایمان میردامادی، آدام فینبرگ و همکارانش به تازگی تکنیکی را به نام قالب آزاد تعبیه شده برگشت‌پذیر هیدروژل‌های معلق (FRESH) توسعه داده‌اند که شامل چاپ سه بعدی مواد زیستی نرم در داخل حمام ژلاتین برای پشتیبانی از ساختارهای ظریف است. با این حال، این روش قبلاً محدود به اجسام کوچک بود، بنابراین محققان می‌خواستند آن را با اندام‌هایی با اندازه کامل سازگار کنند.
اولین گام تیم نشان دادن این بود که آلژینات، ماده ارزان قیمت ساخته شده از جلبک دریایی، دارای مواد و خواص مکانیکی مشابه به بافت قلب انسان است. در گام دوم، آنها بخیه‌هایی را در تکه ای از آلژینات قرار دادند، که حتی هنگام کشش نیز ثابت بود. در آماده‌سازی برای ساخت مدل قلب، تیم چاپگر 3D FRESH خود را برای ساخت اشیای بزرگتر اصلاح کرد. آنها از این دستگاه و تصویربرداری تشدید مغناطیسی (معروف به MRI) از بیمار برای مدل‌سازی و چاپ قلب انسان بزرگسال و همچنین بخشی از شریان کرونر استفاده کردند که می‌توانند با خون شبیه‌سازی شده آن را پر کنند.
مدل قلب از نظر ساختاری دقیق، قابل استفاده مجدد بود و می‌توان آن را خارج از حمام ژلاتین کنترل کرد. محققان می‌گویند، این روش همچنین می‌تواند در چاپ سایر مدل‌های اندام واقع بینانه مانند کلیه یا کبد نیز اعمال شود.
مقاله: DOI
منبع : ACS News Service Weekly PressPac
تاریخ نشر: ۱۸ نوامبر ۲۰۲۰
