دانشمندان از سفیده تخم‌مرغ برای پرینت سه‌بعدی بافت‌های پیچیده بیوا‌نک تهیه می‌کنند
پژوهشگران یک بیوا‌نک جدید و الهام‌گرفته از طبیعت برای مهندسی بافت ایجاد کرده‌اند.
موسسه تراسکی کالیفرنیا قابلیت‌های یک ماده غیرمنتظره یعنی سفیده تخم‌مرغ را کشف کرده است. آنها سفیده تخم‌مرغ معمولی را به ماده‌ای پیشرفته به نام متاکریلوئیل سفیده تخم‌مرغ (EWMA) تبدیل کرده‌اند.
مهندسی بافت فرآیند تولید بافت‌های جدید مشابه بافت‌های بدن انسان برای التیام جراحات یا حتی طراحی اعضای پیچیده به منظور جایگزینی اعضای آسیب دیده است. بیوا‌نک در پرینت سه‌بعدی بسیار مهم است زیرا امکان تولید بافت‌های مصنوعی پیچیده را لایه به لایه فراهم می‌کند.
بیوا‌نک‌ها که از مواد طبیعی یا سنتزی تشکیل شده‌اند، محیطی حمایتی برای اتصال، تکثیر و تخصصی‌شدن سلول‌های زنده در یک ساختار پرینت سه‌بعدی فراهم می‌کنند.
این ساختارهای پیچیده ساختارهای واقعی بافت‌ها را تقلید می‌کنند که به این معنی است که پتانسیل پیشرفت تحقیقات پزشکی، تولید داروهای جدید و حتی امکان پیوند اعضا در آینده را دارند.
تشکیل بیوا‌نک
این فرآیند شامل تبدیل سفیده تخم‌مرغ معمولی به ماده‌ای تخصصی مناسب برای بیوپرینت سه‌بعدی است.
سفیده تخم‌مرغ عمدتاً از پروتئین‌ها تشکیل شده است. تیم تحقیقاتی این پروتئین‌ها را با ورود گروه‌های متاکریلوئیل به ساختار آنها به طور شیمیایی تغییر دادند. این فرآیند به عنوان متاکریلوئیلاسیون شناخته می‌شود. سفیده‌های تخم‌مرغ تغییر یافته به بیوا‌نک فرموله می‌شوند.
وقتی این بیوا‌نک در معرض نور قرار می‌گیرد، گروه‌های متاکریلوئیل واکنش نشان می‌دهند و در نتیجه پیوندهای قوی تشکیل می‌شود. این پیوندها یک ساختار ژل‌مانند تشکیل می‌دهند که بیوا‌نک را به یک شکل سه‌بعدی جامد می‌کند.
«این بیوا‌نک EWMA مزایای متعددی ارائه می‌دهد که آن را برای کاربردهای بیوپرینتینگ مناسب می‌کند. این ماده پروتئین‌های فراوانی فراهم می‌کند و یک محیط غنی از مواد مغذی برای رشد سلول‌ها ایجاد می‌کند. این بیوا‌نک دارای زیست‌سازگاری و فعالیت زیستی عالی است که برای موفقیت در مهندسی بافت حیاتی است»، پژوهشگران در بیانیه مطبوعاتی ذکر کردند.
ویژگی‌های منحصر به فرد
قابلیت انطباق بیوا‌نک به تولید دقیق ساختارهای چند بافتی که زیست‌شناسی طبیعی را تقلید می‌کنند، امکان می‌دهد.
جالب توجه است که پژوهشگران می‌توانند «ویژگی‌های ماده را به دقت تنظیم کنند» تا آن را برای نیازهای مختلف بافتی مناسب کنند.
طبق بیانیه مطبوعاتی، این بیوا‌نک منحصر به فرد دارای قابلیت‌های ضدویروسی و ضدباکتریالی است که برای پیشگیری از عفونت در کاربردهای پزشکی حیاتی است.
با ویژگی‌های منحصر به فرد خود، بیوا‌نک EWMA پتانسیل دارد تا به یک تغییر دهنده بازی در مهندسی بافت تبدیل شود.
«این رویکرد نوآورانه برای ایجاد بیوا‌نک‌ها از سفیده‌های تخم‌مرغ پتانسیل عظیم مواد الهام‌گرفته از طبیعت در مهندسی بافت را نشان می‌دهد»، علی خادم حسینی، کارشناس بیواندازی، گفت.
«با بهره‌گیری از منابع طبیعی به‌راحتی در دسترس و بهبود آنها از طریق تغییرات شیمیایی هوشمندانه، داریم راه‌های جدیدی را برای پزشکی بازسازی شخصی باز می‌کنیم. این گونه پیشرفت‌ها در جستجوی ما برای توسعه راه‌حل‌های موثرتر و قابل دسترس‌تر برای نقص اعضا، بیماری‌های قلبی‌عروقی و درمان‌های سرطان حائز اهمیت است» خادم‌حسینی اضافه کرد.
مزایای متعددی برای استفاده از سفیده‌های تخم‌مرغ وجود دارد، زیرا آنها ماده‌ای به‌راحتی در دسترس و ارزان هستند. همچنین، سفیده‌های تخم‌مرغ غنی از مواد مغذی هستند که می‌تواند به رشد و بقای سلول درون بیوا‌نک کمک کند.
بیوا‌نک‌های EWMA می‌توانند با تولید مدل‌های بافتی واقعی‌تری، توسعه دارو را تسریع کنند و از آزمایش‌های حیوانی کم کنند. در نهایت، این فناوری می‌تواند به جایگزینی بافت‌های عملکردی برای بیماران نیازمند منجر شود. با این حال، این امر ممکن است سال‌ها تحقیقات و توسعه نیاز داشته باشد.
توسعه‌دهندگان تاکید می‌کنند که پژوهش‌های آینده احتمالاً راه‌های جدیدی برای بهبود و استفاده از بیوا‌نک EWMA کشف خواهند کرد.
این یافته‌ها در مجله Advanced Functional Materials منتشر شده است.
