در سال‌های اخیر چاپگرهای سه‌بعدی مختلفی برای ساخت قطعات مختلف پلاستیکی، چوبی و حتی فلزی طراحی و به بازار عرضه شده است اما این بار دانشمندان قصد دارند به کمک فناوری چاپ سه‌بعدی “قلب انسان” را بسازند.
قلب چاپ شده در سینه انسان!
هدف این است که به کمک سلول‌های بدن خود بیمار قلب جدیدی ساخته شود که قابل پیوند زدن به بدن بیمار باشد. در ابتدای کار، خلق یک قلب و سپس کار کردن آن در بدن بیمار، پروژه‌ای بلندپروازانه به نظر می‌رسید. البته همه این فناوری هم خیلی مربوط به آینده نمی‌شود. تاکنون محققان توانسته‌اند با استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی دریچه، آتل‌های مخصوص شکستگی استخوان و حتی گوش را نیز تولید کنند.
استوارت ویلیام، زیست‌شناس سلولی و مسئول پروژه چاپ قلب می‌گوید: تاکنون تیم دانشگاه لوئیس ویل موفق به چاپ دریچه‌ها و رگ‌های خونی کوچک قلب انسان با سلول‌های بدن او شده‌اند و آنها می‌توانند دیگر بخش‌ها را با روش‌های دیگر بسازند.
آنها حتی موفق شده‌اند عروق خونی کوچکی را که به این شکل ساخته شده، با موفقیت در موش‌ها و دیگر حیوانات کوچک تست کنند. ویلیام معتقد است او و تیمش می‌توانند در طول سه تا پنج سال تمام قسمت‌های قلب را چاپ کرده، با مونتاژ آنها یک قلب بسازند. شاید بتوان نام محصول به دست آمده از این روش را bioficial نامید، چرا که ترکیبی از اجزای طبیعی و مصنوعی است.
به گفته ویلیام، بزرگترین چالش در مسیر تولید قلب پرینت شده چگونگی واداشتن سلول‌ها به تقلید عملکردی است که در کنار هم و در قلب طبیعی انجام می‌دهند. موسسه نوآوری قلب و عروق همکاری نزدیکی با دانشگاه لوئیس ویل و تیم ویلیام دارد. بدن برخی بیماران پیوند اندام‌های کمکی یا قلب مصنوعی را رد می‌کند.
ارگان‌های ساخته شده به این روش و با استفاده از سلول‌های بدن بیمار می‌توانند این مشکل و استفاده از داروهای آنتی‌ریجکشن (ضد پس زدن پیوند) را حل کنند.
ویلیام می‌گوید: اگر همه چیز براساس برنامه پیش برود، قلب پرینت شده را می‌توان کمتر از ده سال آینده روی انسان تست کرد و به احتمال زیاد، اولین گزینه‌ها برای تست این نوع قلب افرادی هستند که نمی‌توانند از قلب مصنوعی استفاده کنند؛ ازجمله کودکان که سینه کوچک آنها استفاده از قلب مصنوعی را غیرممکن ساخته است.
بیمارستان لوئیس‌ویل سابقه خوبی در زمینه دستاوردهای قلب مصنوعی داشته است. دومین پیوند موفق قلب مصنوعی موسوم به جارویک ۷ اواسط دهه ۹۰ در این بیمارستان انجام شد و بیماری که قلب مصنوعی به او پیوند زده شد، توانست ۱۵۷ روز پس از عمل با پمپ پلاستیکی ـ تیتانیومی کاشته شده در بدنش زندگی کند.
ویلیام می‌گوید قلب مد نظر او از سلول‌های گرفته شده از چربی بدن بیمار ساخته خواهد شد. البته مشکلات بسیار زیادی پیش روی او خواهد بود؛ ازجمله درک اینکه چگونه بافت‌های قلب را پس از چاپ زنده نگه داشت.
دکتر آنتونی اتالا از دانشگاه ویک فارست ـ که تیمش در تلاش برای چاپ کلیه هستند ـ می‌گوید: یکی از معضلات درباره اندام‌های پیچیده مانند قلب و کلیه این است که چگونه باید اکسیژن کافی برای زنده ماندن این اعضا تا زمان پیوند در بدن را تامین کرد.
طرز کار پرینتر سه‌بعدی، شباهت زیادی به پرینترهای جوهر افشان دارد و مواد را به وسیله یک سوزن در قالب یک الگوی از پیش تعیین شده می‌پاشد. با استفاده از یک مدل کامپیوتری می‌توان قلب را لایه به لایه از طریق سلول‌ها تولید کرد. پرینتر ویلیام از مخلوط سلول‌های زنده و ژل مخصوص استفاده می‌کند تا بتدریج شکل مد نظر را بسازد و در نهایت سلول‌ها با هم رشد می‌کنند و بافت را تشکیل می‌دهند.
از این فناوری تاکنون در دیگر زمینه‌های پزشکی ازجمله ساخت اتصالات پروتز مخصوص و همچنین آتل مخصوص برای باز نگهداشتن مجرای تنفس کودک بیمار و همچنین از چاپ سه‌بعدی توسط متخصصان دانشگاه کرنل برای ساختن گوش انسان با سلول‌های زنده استفاده شده است. مایکل گولوی، رئیس بخش فناوری بیمارستان لوئیس ویل می‌گوید: ما در حال تجربه یک انفجار تشریحی به کمک فناوری هستیم.