مقدمة: هناك رابط لا غنى عنه في البحوث الطبية ، أي التجارب على الحيوانات. وفقا لإحصاءات غير كاملة ، تقع ملايين الحيوانات في جميع أنحاء العالم ضحية للتجارب العلمية كل عام. على الرغم من أنها تبدو دموية ، إلا أنها أيضا عملية يجب أن يمر بها التطور الطبي. ومع ذلك ، مع تطور تكنولوجيا الطباعة الحيوية 3D في السنوات الأخيرة ، من المتوقع أن تحقق بعض التركيبات المطبوعة بيولوجيا استبدالا وظيفيا للأنسجة الحية ، وتحقق تدريجيا الغرض من استبدال التجارب على الحيوانات.
△ في عام 2014 ، توفي حوالي 400000 فأر في المختبر
18 فبراير 2022 يتطلع مشروع ممول من الاتحاد الأوروبي (EU) إلى تقليل التجارب على الحيوانات في الأبحاث الطبية التجريبية من خلال الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد. بتنسيق من معهد الهندسة الحيوية في كاتالونيا (IBEC) ، يقوم مشروع BRIGHTER (الطباعة الحيوية بواسطة الطباعة الحجرية الضوئية: هندسة الأنسجة المعقدة بدقة عالية وسرعة) بتطوير نهج جديدة جديدة لهندسة الأنسجة وعمليات الطباعة الحيوية 3D للطب التجديدي للحد من استخدام التحنيط في هذه المناطق. وتجدر الإشارة بشكل خاص إلى أن المشروع يركز على تصنيع جلد الإنسان باستخدام تقنية طباعة حيوية جديدة تعتمد على أوراق ضوء الليزر المنقوشة.
وقالت البروفيسورة إيلينا مارتينيز، منسقة مشروع BRIGHTER: "إن نظام الطباعة الحيوية 3D المبتكر لدينا لا يحقق فقط الأنسجة أقرب إلى الشيء الحقيقي، ولكنه أيضا أسرع بكثير من الأنظمة الحالية، وهو عامل أساسي في ضمان بقاء الأنسجة الجديدة".
△ مربع صغير يحتوي على مصفوفة من خلايا الجلد. الصورة عبر IBEC.
الحد من التجارب على الحيوانات مع الطباعة 3D
تقدمت تكنولوجيا الطباعة الحيوية 3D على قدم وساق على مدى العقد الماضي ، مع خطوات كبيرة في تطوير أنسجة قابلة للحياة خاصة بالمريض. في حين أن هذه التطورات تبشر بتجارب الفعالية المستقبلية ، إلا أن الأنسجة لا تزال تجريبية إلى حد كبير ، وتجارب الأدوية البشرية على بعد عقود. ومع ذلك ، تعمل كل من الأوساط الأكاديمية والصناعة على تغيير ذلك ، حيث تعهدت شركة CELLINK السويدية لصناعة الطابعات الحيوية بالمضي قدما في أبحاثها في نماذج اختبار الخلايا الحيوانية غير الضارة واستخدام نماذج الجلد المصغرة في جامعة شتوتغارت لاختبار فعالية أدوية السرطان بهدف القضاء على التجارب على الحيوانات.
في مكان آخر ، أنتجت منصة Biopixlar من Fluicell نماذج عصبية معقدة للغاية تظهر إمكانات لتطبيقات فحص الأدوية السريرية المستقبلية ، في حين يركز نظام NanoOne Bio من UpNano على تصنيع الهياكل المجهرية لزراعة الخلايا التي قد تساعد في تقليل عدد التجارب على الحيوانات وراء التجارب السريرية.
△ استحوذت CELLINK على أخصائي التكنولوجيا المخبرية MatTek لإنشاء نموذج اختبار مخدرات غير ضار. الصورة عبر MatTek.
بديل أكثر إنسانية للتجارب على الحيوانات
بالإضافة إلى IBEC ، تشارك جامعة غوته فرانكفورت ومركز التخنيون في إسرائيل وشركات التكنولوجيا الحيوية Mycronic و Cellendes أيضا في مشروع BRIGHTER. يأمل البرنامج في التغلب على العديد من الحواجز التقنية التي تحد حاليا من تصنيع الأنسجة البشرية المعقدة. يتعاون الشركاء على تطوير عملية طباعة حيوية جديدة من ورقة الضوء قادرة على إنتاج نماذج معقدة ودقيقة في المختبر يمكن استخدامها لاختبار مستحضرات التجميل والأدوية في صناعة الأدوية وإعدادات البحوث. لضبط التكنولوجيا ، يعمل فريق BRIGHTER على طباعة جلد الإنسان 3D ، وهو نسيج معقد للغاية يتكون من أنواع وهياكل خلايا متعددة ، مثل الغدد العرقية وبصيلات الشعر. ستشكل المواد الهلامية المائية مكونا رئيسيا في عملية الطباعة الحيوية ، لأنها تشكل الأساس لنمو الخلايا وتشكيل أنسجة جديدة ، ويمكن أيضا تخصيصها باستخدام خلايا المريض نفسه. لطباعة الجلد بالهيكل والشكل والاتساق المطلوب ، يستخدم الباحثون تقنيات تصوير متقدمة تجمع بين الإضاءة من الأوراق الضوئية والأقنعة الرقمية عالية الدقة. من خلال تطبيق الليزر مباشرة على الهيدروجيل ، يمكن "نقش" الخلايا الموجودة داخله وتشكيلها في الشكل الصحيح ، مما يسمح للفريق بالتحكم في صلابة وشكل وحجم الهياكل المطبوعة 3D.
تعد القدرة على تشكيل المواد الهلامية المائية على مستوى عال أمرا بالغ الأهمية بشكل خاص لطباعة جلد الإنسان بنجاح ، لأن هذا النسيج يتكون من طبقات عديدة من الخلايا من أنواع مختلفة. وفقا لفريق BRIGHTER ، كانت عملية الطباعة الحيوية الخاصة بهم قادرة أيضا على إنشاء الأوعية الدموية للأنسجة المطبوعة وتمكين وظيفة الغدد الدهنية والعرقية ، وكذلك بصيلات الشعر من نمو الشعر. وقالت الدكتورة نوريا توراس، باحثة ما بعد الدكتوراه في IBEC: "نأمل أن نكون قادرين على طباعة عينة جلد بمساحة 1 سنتيمتر مربع وسماكة 1 مم في حوالي 10 دقائق بمعدل صلاحية للخلايا يزيد عن 95٪، مما يحسن بشكل كبير من ظروف الطباعة الحيوية الحالية". يأمل مشروع BRIGHTER أن تؤدي الطباعة الناجحة لنموذج الجلد في المختبر إلى التحقق من إمكانية استخدامه في البيئات الصيدلانية والبحثية ، وفي النهاية تقليل الاختبارات على الحيوانات لاختبار الأدوية ومستحضرات التجميل.
تشارك Guangmai Technology بعمق في مصادر الضوء الصحية والذكية ، حيث توفر مجموعة كاملة من منتجات وحلول الأشعة فوق البنفسجية UVA UVB UVC LED ، الأشعة تحت الحمراء IR LED VCSEL للسوق. لديها المئات من الشركاء ذوي الجودة العالية في الأسواق المحلية والأجنبية لتعزيز استخدام تكنولوجيا الضوء بشكل مشترك لخلق حياة صحية وذكية. .
