طور علماء الطباعة الحيوية غضروف الأنف المخصص لمرضى السرطان

طور باحثون في جامعة ألبرتا (U of A) طريقة للطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد للغضروف الأنفي المخصص لمرضى السرطان الذين يعانون من تشوه في الوجه بعد الجراحة.

باستخدام الطابعة الحيوية CELLINK 3D ، تمكن العلماء من إيداع مزيج دقيق من خلايا المريض وهيدروجيل الكولاجين في شكل أنفي ، قبل زرع المادة في غضروف وظيفي. نظرًا لأن ترقيع الأنف الطبيعي غالبًا ما يكون مصحوبًا بخطر الإصابة بعدوى الرئة أو حتى الانهيار ، فقد تمثل عمليات زرع الفريق وسيلة أكثر أمانًا وأسرع لعلاج أورام الوجه لمرضى السرطان في المستقبل.
قال Adetola Adesida ، أستاذ الجراحة في كلية الطب وطب الأسنان في جامعة U of A ، إن تكوين الغضروف في الفرد يستغرق عمرًا ، بينما تستغرق هذه الطريقة حوالي أربعة أسابيع. لذلك ما زلت تتوقع أنه سيكون هناك درجة معينة من النضج يجب أن تمر بها ، خاصة عند زرعها في الجسم. لكنها قادرة وظيفيًا على فعل الأشياء التي يقوم بها الغضروف.
في كل عام في أمريكا الشمالية ، يتم تشخيص أكثر من ثلاثة ملايين شخص بسرطان الجلد غير الميلانيني ، وفي المتوسط ​​، يصاب 40 ٪ منهم بآفات في الأنف تحتاج إلى بتر. في حين أن الإجراء ضروري لأنه يمكن أن يكون منقذًا للحياة ، إلا أنه يتطلب إزالة دائمة للغضروف الأنفي ، وغالبًا ما يترك المرضى المصابين بالندوب وتشوه الوجه.
بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لضعف الأوعية الدموية لخلايا الأنف ، فإنها غير قادرة على التجدد مثل تلك الموجودة في أماكن أخرى من الجسم ، وبالتالي يتم أخذ الطعوم عادةً من ضلع المريض ، مما قد يتسبب في حدوث مضاعفات. عندما يعيد الجراحون هيكلة الأنف ، يكون مستقيمًا ، ولكن عندما يتكيف مع بيئته الجديدة ، فإنه يمر بفترة من إعادة التشكيل حيث يلتف. بصريا وهذه تكون مشكلة .

تعتبر مقصورة الضلع أيضًا منطقة شديدة الحساسية في تشريح الإنسان ، ويمكن للجراحة أن تعرض هؤلاء المرضى الذين يعانون من انهيار الرئة لخطر العدوى ، أو حتى الموت. من أجل جعل عملية الزرع أقل خطورة ، يقترح علماء جامعة U of A أنه يمكن هندسة الطعوم الخلوية الخاصة بالمريض بدقة ، لإنشاء أنسجة أنفية واقعية لكنها قوية.

سابقًا ، تمكن الفريق من زرع الخلايا الغضروفية الأنفية البشرية (hNCs) على سقالات الكولاجين ، لكن الخلايا الناتجة كانت محدودة في شكلها وتوزيعها. في الدراسة الجديدة للباحثين ، وجدوا الآن أن الطباعة الحيوية توفر الدقة اللازمة لتحقيق أنسجة متجانسة ، وإن كان ذلك فقط عند استخدامها مع الحبر الحيوي المخصص لتقديم هياكل خلوية قابلة للحياة.

نهج جديد للطباعة الحيوية:

بالنظر إلى أن الكولاجين من النوع الأول متوافق حيوياً بشكل طبيعي وقد حصل على موافقة سريرية واسعة النطاق ، فإنه غالبًا ما يستخدم في تكوين أنسجة الغضاريف ، لكن لزوجته المنخفضة تحد من قابليته للطباعة. للتغلب على هذا ، اعتمد العلماء طريقة التضمين العكسي الحُر للهيدروجيل المعلق أو نهج FRESH ، والذي يتضمن الخلط المسبق للخلايا مع الكولاجين ، قبل احتضان التركيبة داخل دعامة الجيلاتين.

بمرور الوقت ، يذوب الدعم ببطء ، تاركًا بنية مشتركة يمكن استكمالها لاحقًا بعوامل غضروفية قابلة للذوبان ، لتعزيز نموها. أثبت نهج الفريق الهندسي في المختبر أنه مفيد ، حيث مكّنهم من مراقبة العناصر الرئيسية لتطور الغضروف عن كثب ، مما يجعله جاهزًا للجراحة بمجرد الانتهاء.

باستخدام نموذج FRESH، تمكن العلماء في النهاية من تصنيع هياكل مسامية على شكل أنف ، والتي نمت لتصبح أنسجة كانت غير مبالية إحصائيًا بنظرائهم الأصليين في 6 أسابيع فقط. كشف تصوير SEM أيضًا أن الهياكل لديها قابلية للبقاء للخلية بنسبة 95 ٪ ، حيث لاحظ الباحثون أنها تحمل تشابهًا بنيويًا وثيقًا مع الغضروف البشري التقليدي.
ومع ذلك ، على الرغم من الوعد الأولي الذي أظهرته الغرسات ، فقد أقر الفريق بأن تكامل ما بعد الزرع لا يزال صعبًا ، ويتطلب مزيدًا من الدراسة. نتيجة لذلك ، يقوم العلماء الآن بتقييم ما إذا كان الغضروف المزروع في المختبر يحتفظ بخصائصه بعد زرع الحيوان ، بهدف الدخول في التجارب البشرية 2-3 سنوات من الآن.