أصبح من الممكن إنتاج الأنسجة عبر الطباعة الحيوية، وانتقلت التقنية من المختبرات إلى العيادات حيث تمكن علماء روس من طباعة غضاريف وأوعية دموية، بينما ما يزال إنتاج أعضاء كاملة الوظائف يحتاج إلى وقت إضافي قبل أن يصبح واقعاً طبياً.
لم تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد حكراً على المهندسين والمصممين، بل أصبحت أداة يستخدمها العلماء لمعالجة واحدة من أكثر المشكلات تعقيداً في الطب وهي إنتاج الأنسجة الحية، فبينما تعتمد الطابعات التقليدية على البلاستيك أو المعدن تستخدم الطابعات الحيوية خلايا حقيقية ممزوجة بهلام مغذ، وكانت هذه التقنية في الماضي أقرب إلى الخيال العلمي لكنها اليوم تتيح إصلاح غضاريف تالفة وزراعة غرسات للأذن، ويشارك في شرحها أندريه موشين، المحاضر في قسم العمليات والأجهزة بالهندسة الكيميائية في جامعة ميريا في روسيا.
آلية عمل الطابعات الحيوية
تشبه الطابعة الحيوية في فكرتها طابعة ثلاثية الأبعاد عادية، غير أنها تستخدم مادة حية بدلاً من خيوط البلاستيك، ويشرح موشين أن النظام يعمل عبر محقنة مملوءة بمادة حية، لكن العملية في الواقع أكثر تعقيداً. تبدأ المرحلة التحضيرية قبل الطباعة بوقت طويل، فيحصل العلماء على نموذج رقمي للعضو باستخدام التصوير المقطعي المحوسب (CT)، وتتيح هذه الصور دراسة الداخل وبنية العضو حتى أدق الأوعية الدموية، ثم يقسم النموذج إلى طبقات رقيقة تعتمد عليها الطابعة في بناء الشكل النهائي.
يعد الحبر الحيوي العنصر الأساسي في هذه العملية، وهو نظام معقد يعتمد على هلامات مثل الكولاجين أو الألجينات أو حمض الهيالورونيك، حيث يتم زرع خلايا المريض الحية داخل هذا الوسط، ويدِّي الجل وظيفتين أساسيتين، إذ يعمل كدعامة مؤقتة تحافظ على تماسك البنية، كما يهيئ بيئة قريبة من البيئة الطبيعية لنمو الخلايا.
لماذا لا يعد العضو المطبوخ جاهزاً للزراعة
يعتقد كثيرون أن العضو الناتج من الطابعة الحيوية جاهز مباشرةً للزراعة، لكن الواقع أن ما يُحصل عليه ليس كبداً أو كلية مكتملة الوظائف بل بنية خلوية أولية يمكن وصفها بأنها منتج شبه مكتمل. وتبدأ المرحلة الأكثر أهمية بعد انتهاء الطباعة، فتوضع البنية الناتجة داخل جهاز يُعرف بالمفاعل الحيوي، الذي يوفر الظروف المناسبة لنمو الخلايا مثل الحرارة والضغط والوسط الغذائي الضروري.
داخل المفاعل الحيوي تبدأ الخلايا في الانقسام والاندماج مع بعضها وتواصل عملية النضوج حتى تتحول تدريجياً إلى نسيج حي حقيقي، ومن دون هذه المرحلة سيظل الجسم المطبوخ مجرد تجمع من الخلايا غير القادرة على أداء وظيفة حيوية، كما يحدد هذا البيئة مدى قدرة الجسم على تقبل الزرعة في المستقبل.
ما تمكن العلماء من طباعته حتى الآن
لم تعد الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد مجرد تجربة علمية بل تحولت إلى أداة طبية فعالة في عدة مجالات، حيث أكد العلماء في أنحاء العالم نجاحهم في طباعة أنسجة بسيطة مثل الجلد والغضاريف والأوعية الدموية. وسجل الباحثون الروس تقدماً في هذا المجال عبر تطوير غرسات للأذن نجحت في الالتصاق بالأنسجة خلال التجارب، غير أن تصنيع أعضاء معقدة مثل الكبد أو القلب ما يزال يمثل تحدياً كبيراً.
