تقنية مبتكرة تتيح زراعة أوعية دموية دقيقة في المختبر

وتعد الأوعية الدموية من أكثر التحديات تعقيدا في مجال هندسة الأنسجة، خاصة الشعيرات الدموية الدقيقة التي لا يتجاوز سمكها 0.005 ملليمتر، أي 34 مرة أنحف من شعرة الإنسان، وتسمح بمرور خلايا الدم بصورة فردية فقط. 

إقرأ المزيد

العلماء يكشفون آفاقا جديدة للطب التجديدي

وتعد شبكات الأوعية الدموية ضرورية لنجاح أي عضو مزروع في المختبر، لأنها مسؤولة عن إيصال الأكسجين والمغذيات إلى الأنسجة.

ويعتمد الابتكار الجديد الذي أجراه فريق من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، على استخدام قوى مغناطيسية تعمل على تمدد خلايا الأوعية الدموية وسحبها برفق إلى المواقع المطلوبة. وصممت رقاقة صغيرة تحتوي على خلايا بطانة الأوعية الدموية المزروعة في المختبر والمعلقة في هلام الكولاجين، وهو البروتين الأساسي في بناء أنسجة الجسم، ووضع مغناطيس صغير داخل الرقاقة يتم التحكم به بواسطة عدة مغانط خارجية في ثلاثة أبعاد، ما سمح للباحثين بتوجيه نمو الأوعية الدموية الجديدة بدقة.

وتقول المهندسة الميكانيكية ريتو رامان، الباحثة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "تعتمد الأنسجة السليمة على شبكات أوعية دموية منظمة، لكن البروتوكولات المتطورة حاليا لا تتيح تصنيع مثل هذه الشبكات داخل الأنسجة المهندسة". وتضيف: "القدرة على برمجة نمو الأوعية الدموية باستخدام إشارات فيزيائية قد تمكننا من تصنيع أنسجة مهندسة بشكل قابل للتكرار، يمكن زرعها في الجسم لاستعادة الوظيفة بعد الأمراض أو الإصابات المنهكة".

إقرأ المزيد

الصين تعلن نجاح أول عملية زرع كبد وكليتي خنزير معا في جسم إنسان

وتمكن الباحثون من التحكم في طول وعدد الأوعية الجديدة عن طريق تغيير قوة السحب المغناطيسي الخارجي. وتؤكد رامان: "الخلاصة الرئيسية هي أن تمدد الأوعية الدموية ذهابا وإيابا يعزز عدد الشعيرات الدموية الجديدة التي تنمو. والقوى الميكانيكية تلعب دورا مهما في أجسامنا، وهذا يعني أننا نعرف الآن كيف ننمي أوعية أكثر أو أقل، أو أقصر أو أطول، أو في اتجاهات معينة".

ورغم إمكانية طباعة الأوعية الدموية حاليا بتقنية ثلاثية الأبعاد أو زراعتها في أطباق بتري، فإن الطرق الحالية تفتقر إلى الدقة المطلوبة. 

وفي خطوة لفهم الآليات الأساسية، كرر الباحثون تجاربهم باستخدام خلايا معدلة وراثيا تخلو من جين PIEZO1، وهو الجين المسؤول عن تنظيم القنوات الأيونية التي تستجيب للضغط الميكانيكي. وعند تعطيل هذا الجين، انخفض عدد الأوعية الدموية المتكونة، ما يؤكد أن تنشيط هذه القنوات الأيونية عنصر حاسم في عملية تكوين الأوعية.

إقرأ المزيد

دراسة تكشف مفاجأة عن كيفية استشعار الجلد للحرارة والبرودة

وتمثل هذه التقنية نسخة مطورة من نفس النهج الذي استخدمه الفريق سابقا لإنشاء عضلات وأعصاب اصطناعية. ورغم أن البحث ما زال في مرحلة النموذج الأولي، فإن النتائج المبكرة مشجعة. وتتمثل الخطوات التالية في اختبار كفاءة تدفق الدم عبر الأوعية المكونة في الرقاقة، ثم زراعة أنسجة حقيقية حول بنية الأوعية، وستكون البداية بالأنسجة العضلية.

المصدر: ساينس ألرت

إقرأ المزيد

خلايا دم تتحول إلى حيوانات منوية!.. هل اقترب العلماء من علاج العقم عند الرجال؟

تمكن علماء من تحقيق اختراق علمي قد يفتح آفاقا جديدة لعلاج العقم عند الرجال، بعد أن نجحوا في تطوير نموذج مخبري يحاكي نمو الحيوانات المنوية داخل خصية مصغرة، باستخدام خلايا دم بشرية.

لأول مرة في تاريخ استكشاف الفضاء.. علماء ينجحون في إجراء أشعة سينية تشخيصية خارج الأرض

تمكن رواد فضاء، ﻷول مرة في تاريخ استكشاف الفضاء، من الحصول على صور شعاعية تشخيصية عالية الجودة لأجسادهم باستخدام الأشعة السينية أثناء وجودهم في المدار.

بعد إنفاقه الملايين ليعيش للأبد!.. ملياردير أمريكي يصاب بمرض نادر غير قابل للشفاء

أعلن الملياردير الأمريكي برايان جونسون، المعروف بهوسه بمكافحة الشيخوخة وإنفاقه الملايين في محاولة للعيش إلى الأبد، أنه يعاني من مرض مناعي ذاتي عضال غير قابل للشفاء.