به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، شرایط چاپ زیستی بافت چربی سه بعدی شامل استفاده از ماتریکس خارج سلولی مشتق شده از چربی و آلژینات به عنوان جوهر هیبریدی بود. قطر بهینه واحدهای چربی و فاصله بین آنها تعیین شد. علاوه بر ارتقای بهبود زخم در شرایط آزمایشگاهی، بافت چربی چاپ شده به بازسازی پوست در مدل زخم پوستی موش از طریق تنظیم مهاجرت سلولی، وازوژنز و تمایز کراتینوسیت‌ها کمک کرد.

مهندسی بافت چربی

بافت چربی که به عنوان یک ارگان غددی عمل می‌کند، مولکول‌های مختلفی را ترشح می‌کند که ترمیم سایر بافت‌های آسیب دیده، از جمله پوست را تنظیم می‌کند. بنابراین، بافت چربی می‌تواند به طور بالقوه برای بازسازی ارگان‌های آسیب دیده مهندسی مجدد شود. فناوری چاپ بیوآدپوز سه بعدی انقلابی در پزشکی بازسازی ایجاد کرده است که امکان تولید ارگان‌ها یا بافت‌های مهندسی شده و عملکردی سه بعدی ، از جمله بافت چربی، را فراهم می‌کند. با این حال، روش‌های موجود در ساخت بیوبافت نمی‌توانند ساختار بومی و قطرات چربی فشرده بافت چربی را شبیه‌سازی کنند، که این امر کاربرد درمانی بافت‌های چربی چاپ شده سه بعدی را محدود می‌کند.

شیوه تحقیقاتی

برای غلبه بر این محدودیت، تیم تحقیقاتی به رهبری استاد یار بیونگ سو کیم از دانشگاه ملی پوسان در کره، یک رویکرد جدید برای ساخت بافت چربی توسعه داده است. این مقاله در تاریخ 2 فوریه 2025 در مواد پیشرفته عملکردی منتشر شد. نکته برجسته این مطالعه توسعه جوهر بیوهیبریدی است که ترکیبی از 1٪ ماتریکس خارج سلولی مشتق شده از چربی و 0.5٪ آلژینات است. این جوهر بیوهیبریدی از مهاجرت پیش‌سلول‌های چربی (پیش‌سلول‌های چربی) جلوگیری می‌کند و در عین حال تمایز آنها را ترویج می‌کند. دکتر کیم اظهار می‌کند: "در شرایط کشت استاندارد، پیش‌سلول‌های چربی تمایل دارند که تکثیر و مهاجرت کنند که این امر مانع از تشکیل قطرات چربی می‌شود که برای عملکرد بافت چربی ضروری است. جوهر بیوهیبریدی توسعه یافته در این مطالعه ویژگی‌های فیزیولوژیکی بافت چربی را حفظ می‌کند."

بازسازی سه بعدی بافت‌های ترکیبی چندسلولی

با وجود شناسایی فزاینده بافت چربی به عنوان یک ارگان غددی، مهندسی آن همچنان چالشی است به دلیل دشواری‌ها در بازتولید ساختار بومی آن و قطرات چربی فشرده. علاوه بر این، ادغام بافت چربی با دیگر بافت‌ها که برای عملکرد غددی آن حیاتی است، هنوز به طور کامل مورد بررسی قرار نگرفته است و این امر درک نقش‌های آن در هموستاز متابولیک و ترمیم بافت را محدود کرده است. این مطالعه یک روش چاپ بافت سریع معرفی می‌کند که واحدهای چربی را با استفاده از یک چارچوب ماژولار پلی‌کاپرولاکتون که از طریق تجزیه و تحلیل‌های رئولوژیکی و محاسباتی بهینه شده، در ۰.۳ ثانیه با استفاده از بیوهیبریدی حاوی پیش‌سلول‌های چربی (پریادیپوسیت‌ها) می‌سازد. در محیط‌های استاندارد و مناسب برای سلول، پیش‌سلول‌های چربی معمولاً تکثیر و مهاجرت می‌کنند که مانع از تشکیل قطرات چربی فشرده می‌شود. برای حل این مشکل، یک جوهر بیوهیبریدی توسعه داده شده است که از مهاجرت سلولی جلوگیری کرده و تمایز سلول‌های چربی را ترویج می‌کند. قطر بهینه واحد چربی (≤ 600 میکرومتر) محاسبه شده و نشانگرهای آدیپوژنی در پیکربندی‌های فضایی مختلف ارزیابی شده است. مجموعه بافتی شامل ماژول چربی و ماژول درم است که عملکرد آن به عنوان بافت غددی تأیید می‌شود. مطالعات درون‌زای این تحقیق نشان می‌دهند که فعالیت غددی واحدهای چربی به طور قابل توجهی بهبودی در بسته شدن زخم، عروق‌سازی و بازسازی اپیتلیوم ایجاد می‌کند. این یافته‌ها قابلیت‌های بازسازی استراتژی پیشنهادی برای ساخت بافت‌های ترکیبی ۳D چندسلولی و در مقیاس بزرگ را نشان می‌دهند.

نتایج کسب شده

علاوه بر این، قطر ≤ 600 میکرومتر برای تأمین رسانش کافی مواد مغذی و اکسیژن برای بافت چربی چاپ شده بهینه شد. به علاوه، بافت‌های چربی چاپ شده سه بعدی که با فاصله ≤ 1000 میکرومتر تنظیم شده بودند، از طریق سیگنال‌دهی پاراکرین آدیپوژنز را تحریک کردند. بافت‌های چربی چاپ شده سه بعدی بهینه، به سرعت مهاجرت سلول‌های پوستی را در شرایط آزمایشگاهی از طریق تنظیم سطح بیان پروتئین‌های مربوط به مهاجرت سلولی (MMP2، COL1A1، KRT5 و ITGB1) تسهیل کردند. برای بررسی اثرات درون‌زای بافت‌های چربی چاپ شده، نویسندگان یک مجموعه بافت شامل ماژول‌های چربی و درم تهیه کردند. این مجموعه بافت به موش‌های دارای زخم پوست پیوند زده شد. نتایج نشان داد که مجموعه بافت موجب بهبود زخم در موش‌ها از طریق القای بازسازی اپیتلیال، بازسازی بافت و تشکیل رگ‌های خونی شد و بیان پروتئین‌های مرتبط با تمایز سلول‌های پوستی را تنظیم کرد. این نتایج پتانسیل چاپ بیو را به عنوان یک فناوری اصلی در پزشکی دقیق و مراقبت‌های بهداشتی بازسازی نشان می‌دهد و موج جدیدی از نوآوری پزشکی را به راه می‌اندازد. با پیش‌بینی رشد قابل توجه بازار در زمینه ساخت بافت‌های سفارشی، انتظار می‌رود که بیمارستان‌ها و موسسات تحقیقاتی به طور فزاینده‌ای سیستم‌های چاپ بیو شخصی‌سازی شده را برای درمان بیماران و مطالعات پزشکی به کار گیرند.

کاربردهای مختلف مهندسی بافت سه بعدی

روش توسعه یافته در این مطالعه دارای کاربردهای مختلفی است. طبق گفته نویسنده اصلی، جائه سئونگ لی: "بافت‌های غددی چاپ شده سه بعدی بازسازی پوست را تقویت می‌کنند، که نشان‌دهنده پتانسیل‌های آن‌ها در پزشکی بازسازی است. در حالی که روش‌های پیوند چربی فعلی با مشکلاتی مانند نرخ بقای پایین و تحلیل تدریجی روبرو هستند، جوهرهای بیوهیبریدی ما عملکرد غددی و زنده‌مانی سلولی را تقویت می‌کنند و ممکن است این محدودیت‌ها را برطرف کنند. این رویکرد به ویژه برای درمان زخم‌های مزمن مانند زخم‌های پای دیابتی، زخم‌های فشاری و سوختگی‌ها ارزشمند باشد."

پایان مطلب/.