پژوهشگران شبکه‌های لیپیدی (چربی) از قطرات آب و روغن ساخته‌اند که برخی از ویژگی‌های سلول‌ را در بافت‌های زیستی تقلید می‌کند. با استفاده از یک چاپگر سه‌بعدی، گروهی در دانشگاه آکسفورد قطرات بسیار ریز آب را در یک ماده شبیه ژل گذاردند که می‌تواند مثل عضله منعطف باشد و سیگنال‌های الکتریکی را مانند نورون‌ها انتقال دهد.

این شبکه‌ها که می‌توانند تا ۳۵۰۰۰ قطره را دربرگیرند، شاید روزی برای ساخت بافت‌های مصنوعی به کار روند یا مدلی برای حرکات اعضای بدن فراهم کنند. گابریل ویلار (Gabriel Villar) عضوی از این پژوهش است که در یک شرکت انتقال فناوری به نام Cambridge Consultants کار می‌کند. وی ضمن بیان این مطلب می‌گوید: «می‌خواهیم ببینیم تا کجا می‌توان تقلید از بافت‌های زنده را ادامه داد.»

شبکه بر قطره آبی با پوشش چربی متکی است؛ این نوع قطره‌ها در مخلوطی دقیقا تنظیم‌شده از روغن و چربی خالص تشکیل می‌شوند.

عمل نوارچسبی

مولکول‌های چربی یک سر آب‌دوست دارند که به سطح قطره می‌چسبد و یک دم آب‌گریز دارد که وارد محلول چربی می‌شود. وقتی دو قطره آب، پوشیده از چربی با دم‌های آب‌گریز خود به هم نزدیک می‌شوند، مثل چسب به هم می‌‌چسبند و یک دولایه چربی شبیه به غشاهای سلولی می‌سازند. دولایه یک ارتباط ساختاری و عملیاتی بین قطره‌ها ایجاد می‌کند.

اگرچه مطالعات قبلی نشان داده‌اند که قطره‌های چربی‌پوش می‌توانند چنین اتصال‌هایی را شکل دهند اما ترکیب آب‌دار و شکل کروی آن‌ها ساخت‌شان را دشوار می‌کند. مهندس زیست‌پزشکی دیوید نیدهام (David Needham) از دانشگاه دانمارک جنوبی که در این مطالعه شرکت نداشته می‌گوید:«اکنون من نیز الواری از قطرات درست کرده‌ام که به هم می‌چسبند اما چاپ آن‌ها واقعا یک دستاورد است.»

برای دستیابی به این شاهکار، ویلار که در آن زمان دانشجوی دکترای آزمایشگاه هاگان بیلی (Hagan Bayley) در دانشگاه آکسفورد بود، چاپگری آفرید که در آن قطرات آب از نازل شیشه‌ای می‌چکید و به یک ظرف با عمق ۵ میلیمتر پر از مخلوط روغن-چربی می‌ریخت. همین‌که قطرات به پایین ظرف می‌رفتند، پوشش چربی خود را به دست می‌آوردند.

سپس پایگاهی موتوردار ظرف را به آرامی حرکت می‌داد، به نحوی که قطره بعدی در کنار یا بالای قطره قبلی بیفتد. در نهایت شبکه‌ای از قطرات به شکل کره، مکعب و حتی قلعه و گل ساخته می‌شد.

سپس ویلار نازل دومی را به طراحی خود افزود به نحوی که امکان چکیدن همزمان دو نوع قطره فراهم شد. برای ایجاد انعطاف در شبکه، او لایه‌ قطرات نمکین را بعد از لایه قطرات کم‌نمک چاپ کرد؛ به این تریب آب می تواند به دولایه نفوذ کند. قطرات نمکین به همراه آب همسایه‌های خود متورم می‌شدند و کل ساختار را خم می‌کردند. برای ساخت مسیر عبور جریان الکتریکی، ویلار قطرات حاوی نوعی سم را در دولایه چربی ریخت تا حفره‌های درون آن را سوراخ کنند تا از طریق آن جریانی عبور کند.

کارن برگ (Karen Burg) زیست‌مهندس دانشگاه کلمسون در کارولینای جنوبی می‌گوید این فناوری هنوز هم برای کار در تنظیمات کلینیکی یا مدلسازی اعضای واقعی بسیار ابتدایی است. « تا دلتان بخواهد می‌توانید درباره پیچیدگی این سامانه برای کسب اطلاعات مناسب بحث کنید.»

نیدهام می‌گوید: «اگر واقعا چشم‌انداز ساخت بافت‌هاست، فکر می‌کنم که هنوز راه زیادی پیش‌رو است اما فکر می‌کنم که آن‌ها راه را درست آمده‌اند.»

منبع: Scientists print self-assembling 'living tissue'

مرجع: A Tissue-Like Printed Material