چاپ زیستی سه بعدی و جوهرهای زیستی طبیعی مورد استفاده: مفاهیم و کاربردها

در حال حاضر، چاپ زیستی سه بعدی به عنوان یک روش ساخت افزایشی برای تولید سازه های سه بعدی با هندسه ی دلخواه، به طور گسترده در کاربردهای مهندسی بافت و غربالگری دارو به کار گرفته می شود. چاپ زیستی سه بعدی ساخت بافت های زنده را با استفاده از چاپ تجمعات سلولی و یا سلول های گنجانده شده در زیست مواد ممکن می سازد که به تمامی آن ها جوهر زیستی گفته می شود. مطالعات روی تهیه جوهرهای زیستی نوین با قابلیت چاپ مناسب، زیست سازگاری بالا و خواص مکانیکی مشابه بافت هدف پیش شرطی اساسی به منظور پیشبرد کاربرد چاپ زیستی در طب ترمیمی است. تنها دسته ای از مواد که توانایی فراهم کردن محیطی مشابه بدن انسان را داشته و سلول ها توانایی زنده ماندن حین فرآیند گنجانده شدن درون آن ها دارند، هیدروژل ها هستند. از میان دو دسته ی هیدروژل های طبیعی و سنتزی بکارگرفته شده به عنوان جوهرهای زیستی، مواد طبیعی به دلیل زیست سازگاری بهتر، خطر رد ایمنی کمتر، مشابهت بیشتر به بافت های بدن و همچنین امکان اصلاح در آزمایشگاه و ترکیب با سایر مواد به منظور بهینه سازی خواص، کاربرد بسیار گسترده تری را نسبت به جوهرهای زیستی سنتزی پیدا کرده اند. در این مقاله، ابتدا مروری بر فناوری چاپ زیستی سه بعدی و انواع روش های تهیه، اعمال و کاربرد آن ارایه شده است. سپس، زیست مواد بکار رفته به عنوان جوهرهای زیستی و سازوکارهای شبکه ای شدن آن ها بررسی می شود. در انتها نیز خلاصه ای از مطالعات صورت گرفته روی برخی از پرکاربردترین جوهرهای زیستی طبیعی (شامل: کلاژن، ژلاتین، ابریشم، آلژینات، اسید هیالورونیک، کیتوسان و بستر خارج سلولی) گزارش شده است. نتایج تحقیقات نشان می دهد که بازساخت اعضای بدن با استفاده از چاپ زیستی نیازمند قرارگیری دقیق سلول های مشخص، مواد و عوامل زیست فعال به منظور القای تشکیل بافت عملکردی است. برآوردن این نیازها برای بافت های پیچیده تر، لزوم تهیه جوهرهای زیستی مختص بافت با خواص زیستی و مکانیکی قابل تنظیم را پررنگ تر می کند.