چاپگر زیستی ایرانی به کمک آسیب دیدگان از تصادف، سوختگی و دیابت میآید
به گزارش خبرگزاری آنا؛ ایران موفق شده است با تلاش یک شرکت دانشبنیان، دستگاه پرینت سهبعدی پوست را تولید کند؛ دستگاهی که با مکانیزم نیوماتیک قادر است بافتهای زنده را لایهبهلایه چاپ کند. محمداحسان غیاثوند، مدیرعامل مجموعۀ دانشبنیان توسعه دهندۀ این چاپگر سهبعدی زیستی چندی پیش در گفتوگو با خبرنگار آناتک تأکید کرد که محصول تولیدی نه تنها کیفیتی قابل رقابت با نمونههای جهانی دارد، بلکه تجربه صادراتی نیز پشت سر گذاشته است. این فناوری در شرایطی به دست آمده که پیشتر محققان ایرانی برای دسترسی به چنین دستگاههایی با موانع جدی از جمله تحریمها و هزینههای سنگین ارزی مواجه بودند.
مکانیزم نیوماتیک چیست؟
مکانیزم نیوماتیک سیستمی است که با استفاده از هوای فشرده، انرژی را به حرکت مکانیکی تبدیل میکند. در این روش، هوا توسط یک کمپرسور تحت فشار قرار میگیرد و سپس از طریق لولهها و شیرها به اجزای مختلف مانند سیلندرها یا عملگرها هدایت میشود. وقتی هوای فشرده وارد سیلندر میشود، پیستون را به حرکت درمیآورد و این حرکت میتواند برای بلند کردن، فشار دادن یا جابهجا کردن اجسام استفاده شود. اساس کار نیوماتیک مشابه هیدرولیک است، با این تفاوت که در هیدرولیک از مایع (معمولاً روغن) استفاده میشود، اما در نیوماتیک از گاز یا هوا بهره میبرند.
مزیت اصلی این مکانیزم سادگی، سرعت واکنش و ایمنی آن است. چون هوا همیشه در دسترس است و به راحتی فشرده میشود، این سیستمها سبکتر و کمهزینهتر از سیستمهای هیدرولیکی هستند. همچنین، خطر نشت مایع یا آلودگی محیط وجود ندارد. به همین دلیل، نیوماتیک در ابزارهای صنعتی مانند دریلهای بادی، رباتهای مونتاژ، سیستمهای ترمز اتوبوس و قطار و حتی در تجهیزات پزشکی کاربرد گسترده دارد. انرژی ذخیرهشده در هوای فشرده مانند یک مخزن کوچک عمل میکند و هر زمان که نیاز باشد، میتواند آزاد شده و به حرکت مکانیکی تبدیل شود.
کاربرد مکانیزم نیوماتیک در بایوپرینترها
مکانیزم نیوماتیک در بایوپرینترها نقشی کلیدی دارد، چون این دستگاهها باید مواد زیستی (هیدروژلها یا جوهرهای حاوی سلول زنده) را با دقت بسیار بالا و کنترلشده لایهبهلایه روی هم قرار دهند. در اینجا هوای فشرده به عنوان نیروی محرک استفاده میشود تا فشار یکنواخت و قابل تنظیمی به کارتریجهای حاوی جوهر زیستی وارد کند. این فشار باعث میشود مواد زیستی از نازل خارج شوند و روی سطح مورد نظر رسوب کنند.
ویژگی مهم نیوماتیک در بایوپرینترها، کنترل دقیق جریان و حجم مواد زیستی است. چون سلولهای زنده بسیار حساساند، هرگونه فشار بیش از حد میتواند به آنها آسیب بزند. سیستم نیوماتیک با قابلیت تنظیم فشار در محدودههای بسیار ظریف، امکان چاپ لایههای میکرونی را فراهم میکند. علاوه بر این، استفاده از هوا به جای موتورهای مکانیکی یا پمپهای مایع، لرزش و خطای مکانیکی را کاهش میدهد و چاپ بافتها را پایدارتر میسازد. به همین دلیل، بسیاری از بایوپرینترهای پیشرفته در جهان از مکانیزم نیوماتیک برای چاپ پوست، غضروف و سایر بافتهای زنده بهره میبرند.
نیاز جهانی به پیوند پوست
بازار جهانی پیوند پوست سالانه رشدی چشمگیر دارد و فقط در سال ۲۰۲۳ بیش از ۲۰۰ هزار عمل پیوند پوست در آمریکا انجام شده است. بر اساس گزارش سازمان جهانی بهداشت، حدود ۱۱ میلیون نفر در جهان هر سال دچار سوختگی میشوند که بسیاری از آنها نیازمند پیوند پوست هستند. بیماران مبتلا به سوختگیهای شدید، زخمهای دیابتی، سرطان پوست و آسیبهای ناشی از تروما از جمله گروههایی هستند که بیشترین نیاز به پیوند دارند. این آمار نشان میدهد که فناوریهای نوین مانند بایوپرینتر میتوانند نقش حیاتی در کاهش مرگومیر و بهبود کیفیت زندگی ایفا کنند.
چالشهای ساخت پوست مصنوعی
توسعه پوست مصنوعی با چالشهای متعددی همراه بوده است. مهمترین مانع، دشواری در بازسازی ساختار پیچیده پوست شامل لایههای اپیدرم، درم و شبکههای عروقی است. مشکلاتی مانند پسزدن ایمنی، نبود تطابق رنگ و بافت، و دشواری در ایجاد رگهای خونی پایدار از جمله موانع اصلی هستند. پژوهشگران در اروپا و آمریکا با استفاده از فناوریهای «ارگانوئید» و «اسکین-آن-چیپ» تلاش کردهاند این محدودیتها را برطرف کنند، اما هنوز مسیر طولانی تا تولید پوست مصنوعی کاملاً مشابه پوست طبیعی باقی مانده است.
بازار جهانی پوست مصنوعی در اختیار کشورهایی، چون آمریکا، آلمان، ژاپن و کره جنوبی است که شرکتهای پیشرو در زمینه مهندسی بافت و بایوپرینت در آنها فعالیت میکنند. در اسپانیا، دانشگاه گرانادا با پلتفرم UGRSKIN توانسته پوست مصنوعی زنده برای بیماران سوختگی تولید کند. در کره جنوبی نیز پژوهشگران مؤسسه KIST با استفاده از مواد هوشمند، نرخ ترمیم زخم را تا ۱۲۰ درصد افزایش دادهاند. حضور ایران در این عرصه، آن را در کنار کشورهای صاحب فناوری قرار میدهد و میتواند بازار منطقهای را تحت تأثیر قرار دهد.
فواید تجاریسازی در ایران
تجاریسازی این دستگاه در ایران میتواند مزایای متعددی داشته باشد. نخست، کاهش وابستگی به واردات و صرفهجویی ارزی است. دوم، ایجاد فرصتهای شغلی در حوزههای مهندسی بافت، سلولهای بنیادی و تجهیزات پزشکی خواهد بود. سوم، امکان صادرات به کشورهای منطقه که با کمبود تجهیزات پیشرفته مواجهاند، میتواند ارزآوری قابل توجهی برای کشور به همراه داشته باشد. غیاثوند تأکید کرده است که مزیت رقابتی ایران در قیمت تمامشده و کیفیت محصول، زمینه ورود جدی به بازارهای خارجی را فراهم کرده است.
پیشبینیها نشان میدهد آینده چاپگرهای زیستی با ادغام هوش مصنوعی، نانوفناوری و مواد هوشمند همراه خواهد بود. فناوریهای چندمادهای امکان تولید بافتهایی پیچیدهتر و نزدیکتر به بافتهای طبیعی را فراهم میکنند. همچنین، کاربرد این دستگاهها در پزشکی شخصیشده و تولید اندامهای کامل مانند ریه یا کلیه در حال گسترش است. روند جهانی نشان میدهد که بایوپرینترها تا سالهای آینده در پژوهشهای آزمایشگاهی و در درمانهای بالینی روزمره نقش کلیدی خواهند داشت.
انتهای پیام/
