استخدم العلماء والخبراء الطابعات ثلاثية الأبعاد "3 دي" في الكثير من المجالات الرائدة منذ اختراعها لأول مرة، لكن أن يتم طباعة مادة حية، هو ما وصفه العلماء والخبراء بالحدث العلمي الكبير.
يستثمر العلماء بشكل سريع الميزات الفريدة التي تمنحها الطابعات الثلاثية الأبعاد من أجل إيجاد حلول تساعد الإنسان على تخطي الكثير من المشكلات وحلها، خصوصا المشكلات الصحية.
"حبر حي"... يتحول إلى أشكال مختلفة
وبحسب الدراسة الجديدة المنشورة في مجلة " Nature Communications" العلمية، صمم العلماء نوعا جديدا من "الحبر الحي" أو المصنوع من مادة حية وهي نوع من الخلايا البكتيرية المبرمجة يطلق عليها اسم "Escherichia coli"، والتي يمكن طباعتها عن طريق طابعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء أشكال مختلفة.
This 3D printer ink is alive https://t.co/Kdc7VQYYdp pic.twitter.com/atASOAApbK
— Kel (@DaltonRoad) November 30, 2021
وبحسب العلماء، فإن الأمر الذي يجعل هذا النهج من استخدام الروابط الحيوية مختلفا عن سابقاته هو "كيفية استخدامه للبرمجة الجينية للتحكم في الخصائص الميكانيكية للحبر نفسه، الأمر الذي يؤدي إلى نتائج نهائية أفضل في المواد المنتجة واستخدامات أكثر عملية للحبر".
واستطاع الباحثون إنشاء هلاميات مائية من عدة اشكال وأنواع من المواد الحية أو الحبر الحي، الأمر الذي أنتج أشكالا حية من الداخل، قد تفتح آفاقا جديدة لصناعة أصناف مختلفة من الأدوية أو مواد تمتص السموم، بالاعتماد على طريقة تصميمها.
وقال عالم الأحياء الكيميائية، نيل جوشي، من جامعة "نورث إيسترن" في ماساتشوستس: "تحتوي الشجرة (الشكل المصمم) على خلايا مضمنة داخلها وتتحول من بذرة إلى شجرة عن طريق استيعاب الموارد من محيطها".
This Ink Is Alive and Made Entirely of Microbeshttps://t.co/0X2PGs5BDN
— fj (@gecko39) November 26, 2021
Scientists have created a bacterial ink that reproduces itself and can be 3D-printed into living architecture. pic.twitter.com/uvDzYlRxsy
وأضاف: "ما نريد القيام به هو شيء مماثل، ولكن عن طريق قيام تلك البرامج بكتابة شكل الحمض النووي، والهندسة الوراثية".
عملية معقدة لكنها "ثورة حقيقية"
وبحسب المقال المنشور في مجلة "sciencealert" العلمية، فإن الطريقة التي تعمل بها هذه الطباعة هي الهندسة الحيوية للخلايا البكتيرية من أجل تكوين ألياف نانوية حية.
وتم دمج خلايا الإشريكية القولونية مع مواد أخرى لتكوين الألياف، وباستخدام عملية كيميائية مستوحاة من الفيبرين، وهوبروتين يلعب دورا رئيسيا في تجلط الدم لدى الثدييات، استطاع الباحثون القيام بهذه العملية.
وقام الفريق بعد ذلك بإدخال هذه الألياف النانوية القائمة على البروتين في طابعة ثلاثية الأبعاد ومعالجتها وإنتاج أشكال مختلفة.
ونوه الباحثون إلى أن هذه العملية، على عكس العمليات والروابط الحيوية السابقة، لا تستخدم أي مواد اصطناعية، وبدلاً من ذلك فهو بيولوجية بالكامل، تعصر مثل معجون الأسنان، ويمكن الحفاظ عليها في حال منعها من الجفاف.
وحتى الآن، تم استخدام هذه التقنية لتشكيل أشياء صغيرة جدا، مثل دائرة ومربع ومخروط، لكن بعد أن اكتشف العلماء أن الحبر الميكروبي يمكن طباعته بطريقة ثلاثية الأبعاد، فإنه يفتح المزيد من الاحتمالات للمستقبل.
وبحسب الباحث جوشي، فإنه "إذا أخذت هذا المخروط (المنتج) وغمسه في بعض محلول الجلوكوز، فستتغذى الخلايا على الجلوكوز وستصنع المزيد من تلك الألياف وينمو المخروط إلى شيء أكبر".
