چاپ زيستي سه بعدي و جوهرهاي زيستي طبيعي مورد استفاده: مفاهيم و كاربردها

در حال حاضر، چاپ زيستي سه‌بعدي به عنوان يك روش ساخت افزايشي براي توليد سازه‌هاي سه‌بعدي با هندسه‌ي دلخواه، به طور گسترده در كاربردهاي مهندسي بافت و غربالگري دارو به كار گرفته مي‌شود. چاپ زيستي سه‌بعدي ساخت بافت‌هاي زنده را با استفاده از چاپ تجمعات سلولي و يا سلول‌هاي گنجانده شده در زيست مواد ممكن مي‌سازد كه به تمامي آن‌ها جوهر زيستي گفته مي‌شود. مطالعات روي تهيه جوهرهاي زيستي نوين با قابليت چاپ مناسب، زيست‌سازگاري بالا و خواص مكانيكي مشابه بافت هدف پيش‌شرطي اساسي به منظور پيشبرد كاربرد چاپ زيستي در طب ترميمي است. تنها دسته‌اي از مواد كه توانايي فراهم كردن محيطي مشابه بدن انسان را داشته و سلول‌ها توانايي زنده ماندن حين فرآيند گنجانده شدن درون آن‌ها دارند، هيدروژل‌ها هستند. از ميان دو دسته‌ي هيدروژل‌هاي طبيعي و سنتزي بكارگرفته شده به عنوان جوهرهاي زيستي، مواد طبيعي به‌دليل زيست‌سازگاري بهتر، خطر رد ايمني كمتر، مشابهت بيشتر به بافت‌هاي بدن و همچنين امكان اصلاح در آزمايشگاه و تركيب با ساير مواد به منظور بهينه‌سازي خواص، كاربرد بسيار گسترده‌تري را نسبت به جوهرهاي زيستي سنتزي پيدا كرده‌اند. در اين مقاله، ابتدا مروري بر فناوري چاپ زيستي سه‌بعدي و انواع روش‌هاي تهيه، اعمال و كاربرد آن ارائه شده است. سپس، زيست‌مواد بكار رفته به عنوان جوهرهاي زيستي و سازوكارهاي شبكه‌اي شدن آن‌ها بررسي مي‌شود. در انتها نيز خلاصه‌اي از مطالعات صورت گرفته روي برخي از پركاربردترين جوهرهاي زيستي طبيعي (شامل: كلاژن، ژلاتين، ابريشم، آلژينات، اسيد هيالورونيك، كيتوسان و بستر خارج سلولي) گزارش شده است. نتايج تحقيقات نشان مي‌دهد كه بازساخت اعضاي بدن با استفاده از چاپ زيستي نيازمند قرارگيري دقيق سلول‌هاي مشخص، مواد و عوامل زيست‌فعال به منظور القاي تشكيل بافت عملكردي است. برآوردن اين نيازها براي بافت‌هاي پيچيده‌تر، لزوم تهيه جوهرهاي زيستي مختص بافت با خواص زيستي و مكانيكي قابل تنظيم را پررنگ‌تر مي‌كند.