مجله ایلیاد/ تیمی از محققین دانشگاه کارنیه ملون، مقاله‌ای در مجله‌ی Science به چاپ رسانده‌اند که شرح روش جدیدی را ارئه می‌کند تا بتوان با استفاده از کلاژن، بافت‌های بدن انسان را به‌صورت سه‌بُعدی پرینت کرد. کلاژن پروتئین ساختاری اصلی بدن انسان است. کشف این روش جدید، دانشمندان را یک قدم به پرینت کامل قلب انسان نزدیک‌تر کرده است.

این روش «FRESH» نامگذاری شده است و اجازه می‌دهد تا دانشمندان بر بسیاری از چالش‌های پرینت سه‌بُعدی بافت‌های زنده غلبه کنند. هر کدام از اندام‌ها در بدن انسان در حقیقت از سلول‌های خاصی ساخته شده‌اند که توسط یک داربست بیولوژیکی در کنار یکدیگر نگه داشته شده‌اند. این داربست را «ECM» می‌نامند. این شبکه‌ی پروتئینی ECM ساختار و سیگنال‌های بیوشیمیایی مورد نیاز سلول‌ها را فراهم می‌کند تا بتوانند عملکرد معمول خود را انجام دهند. تا کنون ساخت این شبکه غیرممکن بود.

پروفسور «آدام فینبرگ» از دانشگاه کارنیه ملون، می‌گوید: «ما نشان داده‌ایم که می‌توانیم با استفاده از سلول‌ها و کلاژن بخش‌هایی از قلب را بسازیم که واقعاً کار می‌کند. ما می‌توانیم دریچه‌ها و ضربان‌سازهای کوچک بطنی قلب را بسازیم. با استفاده از داده‌های ام‌آر‌ای قلب انسان، ما توانستیم ساختار سه‌بُعدی قلب، سلول‌ها و کلاژن موجود در آن را بازتولید کنیم.»

بالغ بر ۴۰۰۰ بیمار در ایالات متحده در انتظار پیوند قلب هستند. میلیون‌ها نفر دیگر در سراسر دنیا نیاز فوری به قلب اهدایی دارند. بنابراین رویکردهای مهندسی جدیدی برای ساخت اندام‌های مصنوعی لازم است که بتوانند در طولانی مدت عملکرد اندام اصلی را داشته باشند. فینبرگ در حال کار برای تولید نسل جدیدی از اندام‌های مهندسی شده است که بتواند نزدیکی بیشتری به اندام‌های طبیعی داشته باشد.

«اندرو هادسون» از آزمایشگاه فینبرگ، می‌گوید: «کلاژن یکی از مواد مطلوب برای پرینت سه‌بُعدی مواد زیستی است، زیرا همه‌ی بافت‌ها در بدن ما از این ماده ساخته شده‌اند. چیزی که پرینت سه‌بُعدی با استفاده از این ماده را سخت می‌کند، این است که این ماده در ابتدا به صورت سیال است، ولی با قرار گرفتن در معرض هوا شکل نامتقارنی به خود می‌گیرد؛ بنابراین ما روشی طراحی کردیم که از تغییر شکل این ماده جلوگیری می‌کند.»

دانشمندان آزمایشگاه فینبرگ با پرینت لایه‌ای کلاژن و قرار دادن حمامی از ژل به‌عنوان پشتیبان آن، فرصت جامد شدن همسان کلاژن را فراهم کرده‌اند. لایه‌ی ژل در مرحله‌ی بعد با گرما دادن از بین می‌رود و پرینت کامل می‌شود. با نگاه به آینده، FRESH می‌تواند کاربردهای متعددی در پزشکی داشته باشد؛ از ترمیم زخم‌ها گرفته تا مهندسی اندام‌های زیستی.