لأول مرة.. علماء يطبعون هياكل تحاكي الأنسجة البشرية بدقة مذهلة
تاريخ النشر: 12th, November 2024 GMT
أعلن مهندسون طبيون من جامعة ملبورن في أستراليا عن تطوير نظام طباعة حيوي ثلاثي الأبعاد يعدّ ابتكارًا غير مسبوق يمكنه إنشاء هياكل تحاكي الأنسجة المتنوعة في جسم الإنسان، بدءًا بالأنسجة الرخوة والدقيقة كالدماغ والكلى وصولًا إلى الأنسجة الصلبة مثل الغضاريف والعظام. وقد نشر الفريق تفاصيل تقنيته الثورية في دراسة بدورية نيتشر العلمية بتاريخ 30 أكتوبر/تشرين الأول.
يُعدّ هذا الابتكار بفضل تقنياته الدقيقة وسرعته العالية نقلة نوعية في تطوير نماذج الأنسجة التي تساعد في تجارب الأدوية واكتشاف العلاجات الجديدة، وقد يمهّد الطريق لبديل فعال يُقلّل الاعتماد على تجارب الحيوانات في البحوث الطبية.
تقنية فريدةتستخدم هذه الطابعة الحيوية تقنية فريدة تعتمد على الاهتزاز الصوتي جنبًا إلى جنب مع المعالجة البصرية، مما يُعزز بشكل كبير من سرعة الطباعة ودقتها.
ويشرح ديفيد كولينز، الأستاذ المشارك بقسم الهندسة الطبية الحيوية في جامعة ملبورن الأسترالية، والمشارك في الدراسة، في تصريحات خاصة للجزيرة نت، الأسلوب المتبع في التقنية قائلًا "باستخدام نهج الطباعة هذا، نقوم بإسقاط صورة مركزة على أنبوب مجوف يوجد في نهايته فقاعة، حيث يعمل هذا الضوء على تجميد راتنج سائل أو هيدروجيل في طبقة ثنائية الأبعاد".
ويتابع كولينز موضحًا "لإنتاج هيكل ثلاثي الأبعاد، كل ما نحتاج إلى القيام به هو تحديث هذا الإسقاط باستمرار أثناء نقل رأس الطباعة عموديا. الميزة الفريدة لهذا النهج هي أننا نجمع بين هذا المعالجة البصرية والاهتزاز الصوتي لتعزيز معدل الطباعة بشكل كبير".
يشبه ذلك نمط الطباعة الثلاثية البعد المعروفة حاليا، حيث يتم إنتاج أي قطعة بلاستيكية ثلاثية البعد عن طريق مراكمة طبقات ثنائية البعد أعلى من بعضها. لكن الفارق كبير في هذه الطابعة الحيوية الجديدة، إذ تتيح التحكم في مواضع الخلايا بدقة على المستوى الخلوي، حيث يمكن ضبط موضع الخلايا بشكل دقيق ضمن الهياكل المطبُوعة بيولوجيا، وهو ما اعتبر سابقا تحديًا تقنيا رئيسا نجحت الطابعة الجديدة في التغلب عليه.
ويصف كولينز هذه الميزة قائلا "من خلال اهتزاز سطح الطباعة لدينا، يمكننا تسريع سرعة إعادة تعبئة الراتنج بين الإسقاطات، وذلك يسمح لنا بإنتاج هياكل عالية الدقة بسرعة كبيرة".
ويُضيف "ميزة فريدة أخرى لهذا هي أنه يمكن أيضًا استخدام هذا الاهتزاز لتحديد موضع الخلايا أثناء الطباعة أيضًا، حيث يمكن للخلايا أن تصطف في مواضع عقدية عبر رأس الطباعة وفقًا للتردد الصوتي الذي نطبقه".
دقة مذهلةفي التقنيات السابقة، إذا كانت الأنسجة كبيرة جدا -من مليمتر أو أكبر- فإن النسخ المطبوعة منها تفتقر عمومًا إلى الدقة اللازمة لإنشاء الأوعية الدموية، وخاصة على نطاق الشعيرات الدموية.
يقول كولينز "تتمثل ميزة نهجنا في أن حدود الدقة النهائية تمليها البصريات، مما يسمح لنا نظريا بطباعة الهياكل بدقة ميكرون واحد. ونظرًا لمقياس الخلايا النموذجية الذي يبلغ حوالي 10 ميكرونات، فهذا يعني أنه يمكننا طباعة الهلام المائي الذي يحتوي على خلايا مدمجة بدقة عالية أسرع من أي نظام طباعة آخر متاح".
ويضيف "بفضل الدقة بحجم الخلية وسرعات الطباعة الفائقة، فإن نهجنا لديه القدرة على إنشاء قنوات قابلة للتدفق على نطاق واسع، مما يسمح لنا بتكرار الشبكات الوعائية المعقدة الموجودة في أعضاء مثل الكبد والكلى".
وفضلا عن ذلك، فإن أحد الجوانب المثيرة في هذه الطابعة الحيوية هو توافقها مع مجموعة واسعة من المواد الحيوية. ويؤكد كولينز "هذا النهج متوافق مع أي مادة يمكن معالجتها بصريا، والتي تشمل مجموعة واسعة جدا من المواد الحيوية، سواء الاصطناعية أو المشتقة من الحيوانات".
ويُتيح هذا التوافق إمكانية طباعة الأنسجة باستخدام مواد مستخلصة من مصادر طبيعية مثل الألجينات المشتقة من الأعشاب البحرية، حيث يمكن تعديل هذه المواد لتتصلب بطريقة متكاملة مع عملية الطباعة.
الكلى عضو معقد للغاية يتكون من ملايين الوحدات الوظيفية الصغيرة "النيفرونات"، ولكل منها دور محدد في تصفية الدم وإنتاج البول. ومحاكاة هذه البنية المعقدة بدقة في طبعة ثلاثية الأبعاد أمر صعب للغاية، إذ تتكون الكلى من أنواع مختلفة من الخلايا، ولكل نوع وظيفة محددة. ويجب على عملية الطباعة أن تضمن ترتيب هذه الخلايا بشكل صحيح ووظيفي، كما أن شبكة الأوعية الدموية داخل الكلى معقدة للغاية، وتوفير إمداد دم كافٍ للكلية المطبوعة يعد تحديًا كبيرًا.
يقول كولينز "قمنا بطباعة نموذج على شكل كلية يحتوي على خلايا كلوية تحافظ على قابلية البقاء لأيام، كما نعمل مع زملائنا على تطوير نماذج الأنسجة التي يمكن استخدامها كنماذج للأمراض لتعزيز اكتشاف الأدوية".
تتمتع نماذج الأنسجة المطورة من قبل هذا الفريق بإمكانية تسريع اكتشاف الأدوية، حيث يعد تكرار التفاعلات المختلفة بين الخلايا في الأنسجة أمرًا أساسيا لنمذجة كيفية عملها في جسم الإنسان. ونظرًا لأنه يمكن طباعة نماذج الأنسجة مباشرة في المواد الاستهلاكية المختبرية الشائعة، فهذا يعني أنه يمكن طباعة مئات أو آلاف نماذج الأنسجة في عشرات الدقائق فقط، مما يسمح بفحص مجموعة واسعة من الأدوية والتركيزات بسرعة بفضل تلك التقنية.
إن استخدام مواد حيوية متوافقة مع جسم الإنسان ولا تتسبب في حدوث رفض مناعي يعتبر تحديا آخر، لذا فإن تطوير هذه المواد وتحديد أفضل مزيج منها يعد تحديًا ضخمًا. وحتى بعد طباعة الكلية، يجب ضمان تكاملها الوظيفي مع باقي أعضاء الجسم، وهو ما يتطلب فهمًا عميقًا للتفاعلات بين الكلى والأعضاء الأخرى.
يختتم كولينز "نخطط بالتأكيد لتسويق هذا العمل، ونأمل أن نجعل هذه التكنولوجيا متاحة للباحثين في العام المقبل أو العامين المقبلين. وستعمل هذه التكنولوجيا في نهاية المطاف على تحسين حياة الناس من خلال تعزيز فهمنا للأمراض، والمساعدة في تسريع اكتشاف علاجات جديدة".
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: حريات جامعة ملبورن
إقرأ أيضاً:
8 استخدامات مذهلة للاستفادة من قشر البرتقال
يتم التخلص سنويًا من مئات الأطنان من قشور البرتقال حول العالم، والتي تُشكّل ما بين 10 إلى 15% من وزن الثمرة. هذه النفايات العضوية، عند تحللها في مكبات القمامة، تُطلق غاز الميثان، أحد أقوى الغازات الدفيئة، والذي يفوق تأثيره على الاحتباس الحراري بـ25 مرة تأثير ثاني أكسيد الكربون.
لكن، ماذا لو أُعيد التفكير في طريقة التعامل مع هذه القشور؟ في الواقع، هناك عشرات، وربما مئات، الاستخدامات الصحية والمنزلية لقشور البرتقال، التي تتيح تحويل هذا الفائض المهدر إلى مورد نافع، مما يسهم في تقليل النفايات وتحقيق أقصى استفادة ممكنة.
1- حلوى قشور البرتقال المحلاةبعد إزالة أكبر قدر ممكن من لب قشور البرتقال (الطبقة البيضاء الناعمة)، يتم تقطيع من 4 إلى 6 ثمار حمضيات وطبخها على نار هادئة في الماء لمدة 25 دقيقة تقريبًا.
بعد تصفيتها ووضعها على جانب، يتم غلي نصف كوب من الماء وإضافة ربع كوب من السكر حتى يذوب كليا على النار. ثم تُضاف القشور لمحلول الماء والسكر المُذاب، ويُترك قشر البرتقال حتى يغلي مرة أخرى.
بعد الغليان تُخفّض الحرارة وتترك على نار هادئة لمدة 15 دقيقة، ثم تُصفى وتُترك لتجف على رف سلكي لمدة من 6 إلى 12 ساعة لكي تجف تماما. ويمكنها فركها في السكر الخشن لمنع الالتصاق.
إعلانهذه الحلوى مثالية لتزيين المخبوزات والحلويات، أو حتى لتناولها بشكل مباشر مع مشروب ساخن.
2- تجميد مبشور البرتقالقبل عصر الليمون أو تناول البرتقال، يمكن دوما بشره بسرعة وحفظه في المُجمد أو الفريزر للاستخدام عند الحاجة. وعندما ينتهي موسم الحمضيات، سيكون لديك قشر جاهز للمخبوزات المنزلية وتحضير الكوكيز والكعك والبسكويت والكيك، أو عبر رشّه على السلطات والفواكه الطازجة والشوفان، وحتى في تحضير العصائر والمشروبات الساخنة وغير ذلك الكثير.
هذه الوصفة البسيطة يمكنها إضفاء الكثير من المذاق الفريد لأطباقك أثناء الطهي، وتتم ببساطة من خلال فرك كمية من ملح الطعام، ويُفضل ملح البحر الصخري الخشن، مع كمية من قشر البرتقال، ومواصلة الفرك بأصابعك.
سيؤدي هذا إلى تفتيت كتل القشر وتمازجها مع ذرات الملح. حينها يمكن تخزينه في مرطبان مُحكم الغلق، واستخدامه لتتبيل الخضراوات والمعكرونة والأرز والدجاج والحساء وغيرها.
4- بخاخ قشور البرتقال للتنظيفبقايا قشر البرتقال ليست لذيذة فحسب، بل يمكن أن تكون أيضًا إضافة رائعة لروتين التنظيف المنزلي، مما يحافظ على رائحة البيت منعشة ولمعان الأسطح.
إذ تحتوي قشور الحمضيات على مادة "د-ليمونين"، وهي مركب طبيعي يُفتّت الزيوت والشحوم.
وللتحضير، يتم استخدام مرطبان مُحكم الغلق ويُغمر فيه كمية من قشور البرتقال في الخل الأبيض، وتُترك لمدة أسبوعين على الأقل. بعد ذلك يُصفّى المنقوع ويُستخدم مباشرة للتنظيف في جميع أنحاء منزلك، إما بتركيز كامل أو بعد التخفيف بالماء.
كما يمكن نقل المحلول إلى زجاجة رذاذ بخاخة وإضافة القليل من الماء لاستخدامه لتنظيف ألواح التقطيع، وأفران الميكروويف، والحوض وأي سطح تقريبًا في المطبخ وخارجه أيضا.
تحتوي قشور البرتقال على مركبات الليمونين كما أسلفنا، وعلاوة على فوائدها، فهي مادة كيميائية طبيعية سامة للحشرات ولكنها غير ضارة بالنباتات والحيوانات.
إعلانلذلك، يمكنك صنع مبيد حشرات بسيط عن طريق غلي بضع قشور برتقال في كوب من الماء لمدة 10 دقائق، ثم تصفية السائل وحفظه في زجاجة رذاذ. ويمكنك استخدام هذا المبيد في أرجاء المنزل أو الشرفات والبلكونات والحدائق المنزلية، أو حتى على بشرتك لإبعاد الحشرات عند التنزه في الأماكن المكشوفة.
6- زيت البرتقال العطرييُعد صنع زيت البرتقال العطري سهلا جدًا، ولكنه يستغرق بعض الوقت. أولًا، يتم استخدام قشور البرتقال المجففة على طاولة مكشوفة أو سطح المطبخ، وليس في مجفف، لأن ذلك سيُتلف الزيوت الطبيعية فيها، وهي عملية عادة ما تستغرق من يومين إلى 3 أيام.
بعد التجفيف يتم تقطيع قشور البرتقال إلى قطع صغيرة وتُنقع في الكحول المركزة المستخدمة عادة في أغراض التطهير والتنظيف. وبعد نحو أسبوع، يُصفّى السائل ويُترك مكشوفًا لمدة أسبوع على الأقل. هذا يسمح للكحول بالتبخر، ليمنحك زيت برتقال عطريا علاجيا منزلي الصنع وآمنا للاستخدام.
حمض الستريك الموجود في قشر البرتقال مفيد للبشرة ويعززها بفيتامين سي والزيوت المرطبة. وللتحضير يمكن مزج قشور البرتقال مع مجموعة متنوعة من المكونات الأخرى لصنع مقشرات للوجه والقدمين والجسم.
تختلف المكونات حسب الغرض من استخدامها. مثلاً لتقشير الجلد الميت في الوجه، يمكنك مزج قشر البرتقال مع العسل المهدئ ودقيق الشوفان.
أما لتقشير القدمين، فيمكنك مزج قشر البرتقال مع السكر والملح. ومهما كان نوع الزيت المستخدم، فإن طريقة تحضير قشر البرتقال هي نفسها: كما هو الحال مع الزيوت العطرية، اتركي القشور تجف في الهواء حتى تصبح هشة. ثم اطحنيها في الخلاط أو محضرة الطعام واخلطيها مع باقي المكونات التي تفضلين.
8- القليل من الرفاهية في وقت الاستحمامإذا كنت تبحثين عن طريقة أقل تعقيدًا لاستخدام قشور البرتقال في روتين العناية الشخصية، ففكّري ببساطة في إضافتها إلى حوض الاستحمام مباشرة.
إعلانضعي قشر برتقال (سواءً كاملًا أو شرائح من القشر) في حوض استحمام دافئ، واسترخي واستمتعي برائحة البرتقال المنعشة والمهدئة. يمكنك أيضًا وضع القشور في كيس قماشي برباط لسهولة التخلص منها عند الانتهاء من حمامك.
وزير الإسكان يتابع موقف تنفيذ المشروعات التنموية بالعلمين الجديدة والساحل الشمالى الغربي