เนื้อเยื่อหัวใจมนุษย์สร้างขึ้นด้วยการพิมพ์ 3 มิติ

เทคโนโลยีแก็ดเจ็ท

วันพุธที่ 3 พฤษภาคม 2566 07:06 น. (GMT+7)
07:06 3/5/2023

นักวิทยาศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้พิมพ์เนื้อเยื่อหัวใจแบบ 3 มิติ ซึ่งเป็นเทคนิคที่ในอนาคตอาจช่วยพิมพ์ลิ้นหัวใจหรือแม้กระทั่งหัวใจทั้งดวงได้

การพิมพ์ชีวภาพในห้องทดลองของมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดใช้เซลล์มีชีวิตเพื่อสร้างโครงสร้างที่คล้ายอวัยวะ ภาพ: มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด

เครื่องพิมพ์ 3 มิติกำลังเปลี่ยนแปลงวิธีการที่เราสร้างรถยนต์ บ้าน และแม้กระทั่งอาหาร ปัจจุบันเทคโนโลยีดังกล่าวสามารถเปลี่ยนกระบวนการปลูกถ่ายอวัยวะทั้งหมดได้

Mark Skylar-Scott และทีมวิศวกรชีวภาพที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้พัฒนาวิธีการพิมพ์เนื้อเยื่อหัวใจที่มีชีวิตแบบ 3 มิติ พวกเขาบอกว่าในอนาคตเทคนิคดังกล่าวอาจจะสามารถพิมพ์ส่วนสำคัญของหัวใจได้ เช่น ลิ้นหัวใจและโพรงหัวใจ เพื่อนำไปปลูกถ่ายให้กับผู้ป่วยโรคหัวใจที่ต้องการเปลี่ยนหัวใจ

โรคหัวใจและหลอดเลือดเป็นสาเหตุการเสียชีวิตอันดับต้นๆ ของโลก โดยมีผู้เสียชีวิตเกือบ 18 ล้านคนต่อปี ตามข้อมูลขององค์การ อนามัย โลก ผู้ป่วยสามารถรับการปลูกถ่ายอวัยวะได้ แต่ร่างกายอาจจะปฏิเสธอวัยวะที่ปลูกถ่ายไปภายใน 20 หรือ 30 ปีก็ได้

การพิมพ์ชีวภาพแบบ 3 มิติเป็นเทคนิคในการสร้างอวัยวะใหม่โดยใช้เซลล์ของผู้ป่วยเอง จึงจำกัดการปฏิเสธได้ ซึ่งเป็นภาวะที่ระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายจะโจมตีอวัยวะแปลกปลอม

“นั่นคือเป้าหมายสูงสุด แต่องค์ประกอบพื้นฐานหลายอย่างสำหรับเทคนิคการพิมพ์ชีวภาพแบบ 3 มิติมีอยู่ในที่เรียบร้อยแล้ว” สกายลาร์-สก็อตต์กล่าวกับ CNET

การพิมพ์ชีวภาพแบบ 3 มิติช่วย "ประกอบ" เซลล์ที่มีชีวิตเพื่อสร้างโครงสร้างที่คล้ายอวัยวะ นี่ไม่ใช่เทคนิคใหม่ แต่ความเร็วค่อนข้างช้ามาโดยตลอด เนื่องจากต้องพิมพ์เซลล์แต่ละเซลล์ทีละเซลล์ แม้จะพิมพ์เซลล์ได้ 1,000 เซลล์ต่อวินาที ก็ต้องใช้เวลานานกว่าหนึ่งพันปีจึงจะสร้างหัวใจมนุษย์ได้

หลอดเลือดเทียมจะถูกใส่เข้าไปในเนื้อเยื่อหลังจากขั้นตอนการพิมพ์ทางชีวภาพ ภาพ: มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด

ทีมของ Skylar-Scott พบวิธีที่จะเร่งกระบวนการดังกล่าวได้ โดยการพิมพ์กลุ่มเซลล์ที่มีจำนวนหลายพันเซลล์ที่เรียกว่าออร์แกนอยด์แทนที่จะพิมพ์เซลล์เดี่ยวๆ “เราใช้ออร์แกนอยด์นับล้านชิ้นแล้วทำให้เข้มข้น จากนั้นจึงขึ้นรูปด้วยเครื่องพิมพ์” นักชีววิศวกรรมกล่าว

เมื่อพิมพ์แล้ว คลัสเตอร์เซลล์จะมีรูปร่างเหมือนเนื้อเยื่อหัวใจ จากนั้นนักวิจัยจะพิมพ์เครือข่ายของ "หลอดเลือด" ภายในเซลล์ “หลอดเลือด” ที่วางไว้จริง ๆ แล้วเป็นโครงสร้างคล้ายท่อคล้ายหลอดเลือดดำของมนุษย์ ซึ่งสามารถสูบฉีดของเหลวได้เอง

ขั้นตอนต่อไปคือการพิมพ์โครงสร้างที่มีขนาดใหญ่ขึ้น เช่น ส่วนที่ใช้งานของหัวใจ เพื่อปลูกถ่ายเข้าไปในหัวใจจริง

Skylar-Scott กล่าวว่าภายใน 5 ปีข้างหน้า การพิมพ์ชีวภาพ 3 มิติอาจสร้างลิ้นหัวใจสำหรับการปลูกถ่ายได้ และภายในอย่างน้อย 2 ทศวรรษ ก็จะสามารถสร้างหัวใจที่สมบูรณ์ได้

นักวิทยาศาสตร์ผู้บุกเบิก

“ผู้บุกเบิกวิทยาศาสตร์” เป็นหนังสือที่น่าสนใจเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ของสิ่งประดิษฐ์ที่มีชื่อเสียง เพื่อสร้างคุณประโยชน์อันยิ่งใหญ่ต่อมนุษยชาติ นักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงได้ทำงานด้วยความมุ่งมั่นและมีจิตวิญญาณแห่งการเรียนรู้อย่างต่อเนื่อง

ฮวง นัม

การปลูกถ่าย อวัยวะ หัวใจ แบบพิมพ์ 3 มิติ