به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، برخی از بزرگ‌ترین هنرمندان تاریخ، تخته‌های سنگی را زنده کردند و از مواد بی‌اثر مجسمه‌سازی کردند تا ویژگی‌های پنهان انسان را آشکار کنند. همانطور که میکل آنژ یک بار گفت: "هر قطعه سنگی یک مجسمه در داخل خود دارد و این وظیفه مجسمه ساز است که آن را کشف کند." جراحان پلاستیک، مجسمه سازان از نوع متفاوت، برای بازسازی بخش‌هایی از بدن انسان به ترکیبی از تسلط آناتومیک و استعداد هنری وابسته هستند. یکی از دشوارترین کارهای آنها بازآفرینی شباهت ساختاری و بیومکانیکی قسمت بیرونی گوش انسان است. روش‌های سنتی بر پیکرتراشی و کاشت مواد مصنوعی یا غضروف از دنده‌های خود بیمار متکی هستند، اما حتی جراحان ماهر نیز متوجه می‌شوند. حک کردن فرم ایده آل چالش برانگیز است. در همین راستا تیمی از دانشمندان به سرپرستی جیسون اسپکتور، جراح پلاستیک و ترمیمی در Weill Cornell Medicine، رویکرد متفاوتی را برای ترمیم گوش در پیش گرفتند. علاوه بر دانش جراحی، درک اسپکتور از فناوری‌های مهندسی بافت، او را به پیشگویی در مورد گوش‌ها تبدیل می‌کند. در یک مطالعه اثبات مفهومی منتشر شده در Acta Biomaterialia، محققان توضیح دادند که چگونه پرینت سه بعدی، پیوند زنوگرافت و مهندسی بافت را برای ایجاد داربست ‌های گوش در مقیاس کامل که از بازسازی بافت پشتیبانی می‌کند، ترکیب کردند.

بیماری میکروشیا

Microtia، یک اصطلاح کلی است که شامل تمام ناهنجاری های هیپوپلاستیک گوش می‌شود، میکروتیا یک بیماری مادرزادی شایع است که بین 0.83 تا 17.4 در هر 10000 تولد زنده را تحت تاثیر قرار می‌دهد. درواقع   وقتی لاله‌ی گوش کامل غایب نباشد و بخشی از آن وجود داشته باشد، به آن میکروشیا گفته می‌شود. ممکن است لاله‌ی گوش به طور کامل شکل گرفته و سالم باشد، ولی مجرای گوش نباشد، که به این حالت آترزی مجرای گوش گفته می‌شود و یا اینکه مجرای گوش باشد ولی بیش از حد باریک باشد که در این حالت، به آن استنوسیز گفته می‌شود. میکروشیا می‌تواند به عنوان یک فنوتیپ جدا شده یا به عنوان بخشی از طیفی از ناهنجاری‌ها یا سندرم‌های ژنتیکی مانند میکروزومی صورت رخ دهد. بروز میکروتیا تنوع جنسی، جغرافیایی و قومی قابل توجهی را با خطرات بالاتر در مردان و همچنین در بیماران با میراث آسیایی نشان می‌دهد. علاوه بر تأثیر زیبایی شناختی منفی ناهنجاری گوش خارجی و مسائل روانی اجتماعی مرتبط با آن، میکروتیا اغلب با کاهش شنوایی رسانایی ثانویه به آترزی کانال شنوایی رخ می‌دهد. در نتیجه، بیماران معمولاً به درمان اختلال شنوایی همراه با چندین روش جراحی برای بازسازی گوش خارجی نیاز دارند.

بکارگیری چاپ سه بعدی برای ایجاد گوش انسان

اسپکتور گفت: «ما در بیماران تخصصی خود شاهد ناهنجاری‌های گوش به نام میکروتیا هستیم که می‌توان آن را بازسازی کرد، اما این یک عمل تکنیکی چالش برانگیز است که فکر می‌کنم افراد کمی در جهان آن را به خوبی انجام می‌دهند. "اگر بتوانیم یک گوش را مهندسی کنیم، این رویکرد بهتری خواهد بود." تیم اسپکتور از چاپ سه بعدی برای ایجاد یک الگوی دقیق آناتومیکی از گوش انسان از بیوئینک پلی لاکتیک اسید، پلاستیک زیست سازگار و زیست تخریب پذیر که معمولاً برای ایمپلنت‌های پزشکی استفاده می‌شود، استفاده کردند. محققان قطعات کوچکی از غضروف دنده گوسفند سازگار با محیط زیست را در داربست قرار دادند و با جراحی این الگوی سه بعدی گوش انسان را در پشت جوندگان، درست در زیر پوست قرار دادند. جیسون بوردیک، مهندس شیمی و بیولوژیکی در دانشگاه کلرادو بولدر که در این تحقیق شرکت نداشت، گفت: «مطالعه جالب است. این ترکیب مزایای یک ماده مصنوعی پرینت سه بعدی را برای کنترل ساختار و شکل بافت بر اساس هندسه بیمار، با سیگنال‌های بیولوژیکی بالقوه ای که در قطعات غضروف سلول زدایی شده به مواد چاپ شده سه بعدی وارد می‌شود، ترکیب می‌کند.

نتایج کسب شده

بازسازی دقیق گوش انسان همیشه یک چالش بزرگ برای جراحان پلاستیک بوده است. در این مقاله، ما گوش‌های در مقیاس کامل را با استفاده از پیوند غضروف سلول‌زدایی شده در یک داربست گوش خارجی چاپ‌شده با چاپ سه‌بعدی طراحی کرده‌ایم که اندازه، شکل و خواص بیومکانیکی گوش بومی انسان را تقلید می‌کند. مطالعات طولانی‌مدت روی گوش‌های جدید با مواد زیستی سریع‌تر تجزیه‌کننده برای کاربردهای بالینی آتی ضروری خواهد بود. شش ماه پس از کاشت، محققان ساختار گوش را برداشتند و دریافتند که مانند یک اسکلت غضروفی برای حمایت از رشد بافت جدید عمل می‌کند. زیست شناسی حیوانات از جایی شروع شد که داربست سه بعدی متوقف شد. جوندگان مانند بیوراکتورهای زنده عمل می‌کردند و مواد بیولوژیکی و فعالیت سلولی را برای ادامه مجسمه سازی شبه گوش‌های انسان بدون رد پیوند در طول زمان فراهم می‌کردند. تیم اسپکتور از یک قطعه مواد، الگو و شرایطی را برای هدایت مجسمه سازی بیولوژیکی ایجاد کرد.

رویکرد نویدبخش برای پیوند گوش

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها چاپ اعضای بدن انسان است. استفانی ویلرث، مهندس زیست پزشکی در دانشگاه ویکتوریا، که در این مطالعه شرکت نداشت، گفت: کشت یک تن سلول انسانی برای چاپ یک اندام در مقیاس انسانی نیز بسیار گران است. این قابل توجه است که داربست‌ها به مدت شش ماه باقی ماندند و [توسط سلول ‌ها] پر شدند.» ماکت‌های گوش دارای ویژگی‌های کلی و انعطاف پذیری طبیعی گوش انسان بودند. برای بیماران مبتلا به ناهنجاری‌های گوش خارجی، چه به صورت مادرزادی و چه به دنبال آسیب تروماتیک، این رویکرد نویدبخش پیوند گوش است که بیشتر شبیه واقعی است. ایجاد داربست‌های سه‌بعدی از تصاویر گوش‌های انسان، ماکت‌های گوش شخصی‌سازی شده را نیز قادر می‌سازد که خطوط و الگوهای منحصربه‌فرد گوش‌های گوش را منعکس کند، که می‌تواند بسیار متفاوت باشد.

گام بعدی مطالعه

«بدن بهترین مهندس بافت موجود است. من فکر می‌کردم که این یک بهره‌برداری کامل از مهندسی بافت درون‌زا است، بدن کار خودش را انجام می‌دهد.» من بسیار شگفت زده شدم که بافت به خوبی شکل گرفت. آیا این رویکرد قطعی است؟ مطلقا نه. مطمئناً این غضروف معمولی گوش نیست، اما انقباض و انعطاف پذیری خوبی در توپوگرافی پیچیده آن مشاهده شد. در آینده، اسپکتور امیدوار است که جوهرهای زیستی مختلفی را آزمایش کند که به داربست پس از کاشت سریع‌تر تجزیه شود و همچنین روش‌های متفاوتی برای حمایت از خاصیت ارتجاعی کلاژن گوش امتحان کند.

پایان مطلب/.