تولید غضروف با جلبک

محققان دانشگاه پنسیلوانیا یک شیوه جدید برای تولید کاشت‌های غضروف مصنوعی توسط فناوری چاپ سه‌بعدی طراحی کرده‌اند.

کد خبر: ۱۱۳۹۴۵

تاریخ: ۰۸ تير ۱۳۹۵ - ۱۰:۳۷

تلاش‌های پیشین در ساخت غضروف مصنوعی بر پرورش آن در یک چارچوب هیدروژل تکیه داشت. اما این روش اجازه نمی‌داد تا غضروف بطور طبیعی رشد کند؛ در نتیجه، کاشت‌ها یا ضعیف بودند یا ترکیباتی داشتند که از رشد طبیعی سلول جلوگیری می‌کردند.

روش محققان دانشگاه پنسیلوانیا کمی متفاوت بوده و آن‌ها معتقدند که می‌توان از این متود در ساخت بافت‌های مقیاس بزرگ بدون نیاز به هیچگونه چارچوبی استفاده کرد. این روش یک فرآیند دو مرحله‌ای است: محققان ابتدا لوله‌های کوچکی از یک عصاره جلبک موسوم به آلژینات را تولید کردند که قطر هرکدام سه تا پنج صدم یک اینچ است.

سپس به این لوله‌ها سلول‌های غضروف تزریق شد که حدود یک هفته اجازه یافتند تا رشد کنند. این سلول‌های غضروف به یکدیگر چسبیدند اما به آلژینات پیوند نخوردند. پس از هفت روز، سلول‌ها از لوله‌های آلژینات خارج شده و رشته‌های نازکی از غضروف را بجا گذاشتند.

این رشته سپس به عنوان جوهر در یک چاپگر سه‌بعدی استفاده شد که از یک نازل دارای طراحی خاص برای ساخت ماده به شکل لایه‌ای به منظور تولید ساختار مطلوب برخوردار است. این ساختار می‌تواند نیاز محققان را رفع کند و تنها نیم ساعت طول می‌کشد تا محکم شود و بتوان آن را به ظرف آزمایشگاهی حاوی مواد مغزی برای پیوند خوردن رشته به یکدیگر به شکل غضروف منتقل کرد.

محصول نهایی از شباهت زیادی به غضروف طبیعی گاو برخوردار است اما به محکمی آن نیست. با اینحال، این غضروف از نمونه مصنوعی تولید شده با استفاده از هیدروژل بسیار محکمتر بوده و محققان بر این باورند که در صورت استفاده از آن در بدن بیمار، استحکام بیشتری خواهد یافت زیرا فشار ناشی از مفاصل به ارتقای ویژگی‌های مکانیکی آن خواهد پرداخت.

جزئیات این تحقیق در مجله Scientific Reports منتشر شده است.