نانوذرات حساس به اکسیژن در خدمت چاپ سه بعدی قرار گرفتند

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، محققان با قراردادن نانوذرات حساس به اکسیژن درون ژل، ماده‌ای ارائه کردند که می‌توان از آن برای چاپ سه بعدی استفاده کرد. یک تیم تحقیقات بین‌المللی به رهبری مایکل کوهل از دانشگاه کپنهاگ این فناوری را برای کمک به تولید ساختار‌هایی شبیه به بافت بدن ارائه کرده است.

 

کوهل می‌گوید: «چاپ سه بعدی روشی رایج برای تولید اجسامی نظیر پلاستیک، فلز و مواد آبیوتیک است. سلول‌های زنده را می‌توان با استفاده از موادی ژل مانند زیست‌سازگار به‌صورت سه بعدی چاپ کرد. در چنین پروژه‌هایی امکان نظارت آنلاین روی فعالیت متابولیکی سلول‌های چاپ شده وجود ندارد. در حال حاضر برای انجام چنین کاری باید از نمونه‌گیری تخریبی استفاده کرد. ما برای حل این مشکل راهکاری ارائه کرده‌ایم که این راهکار در حال پتنت شدن است.»

این گروه تحقیقاتی، جوهر زیستی عامل‌داری ساختند که برای این کار نانوذرات حساس به اکسیژن را درون ماتریکسی قرار دادند. زمانی که نور آبی به این نانوذرات تابیده می‌شود، آن‌ها نور قرمز نشر می‌دهند که میزان نشر با غلظت اکسیژن در آن ناحیه رابطه دارد به‌طوری که با افزایش اکسیژن از قرمزی تابش کاسته می‌شود. توزیع رنگ قرمز می‌تواند به معنای میزان اکسیژن در محل باشد که با استفاده از دوربین قابل تصویربرداری است. با این کار می‌توان به‌صورت غیرتخریبی فرآیند توزیع اکسیژن را رصد کرد و نقشه‌ای از رشد سلول‌ها در ساختار چاپ شده ترسیم نمود، بدون این که نیاز به از بین بردن سلول‌ها باشد.

افزودن نانوذرات به این سیستم تاثیر منفی روی خواص مکانیکی جوهر زیستی نمی‌گذارد بنابراین سلول‌ها آسیبی نمی‌بینند. همچنین این نانوذرات با سلول‌ها برهم‌کنش ندارند.

در رشد سلول‌های بنیادی و تولید ساختار‌هایی نظیر بافت یا استخوان، بسیار مهم است که محققان از میزان اکسیژن کافی در محیط مطمئن شوند. با استفاده از این روش می‌توان شرایط اکسیژن محیط سلولی را به سادگی به‌دست آورد و درصورت نیاز شرایط را برای رشد سلول‌ها بهینه کرد.