تمكّن فريق من العلماء في جامعة لوباتشيفسكي الحكومية في نيجني نوفغورود الروسية من تطوير مادة متوافقة حيوياً للطباعة ثلاثية الأبعاد، تفتح آفاقًا جديدة في مجال الطب التجديدي، وخاصة في تصنيع الأنسجة والأوعية الدموية الاصطناعية.
وابتكر الفريق تركيبة جديدة تجمع بين البوليمر الطبيعي “الكيتوسان” والمادة البلاستيكية الحرارية “بولي كابرولاكتون”، التي يمكن استخدامها لطباعة مجموعة واسعة من الأنسجة مثل الجلد الاصطناعي، الأوعية الدموية، العظام، وحتى الأنسجة الرئوية. تعتبر هذه المادة بمثابة حل مبتكر لمساعدة الأطباء في تجديد الأنسجة التالفة، حيث تتمتع بقدرة على التحلل التام داخل الجسم دون أن تسبّب أي التهابات أو مضاعفات.
ويُعتبر الكيتوسان ذا أهمية خاصة بفضل خصائصه التي تسمح له بالذوبان بسهولة في الماء، مما يساهم في منع أي تأثيرات سلبية قد تحدث أثناء التحلل. بينما يوفّر البولي كابرولاكتون المرونة اللازمة وكذلك قابلية الانصهار، ما يعزز من قوة المادة. ومع ذلك، يواجه البولي كابرولاكتون تحدياً بسبب إفرازه حمضًا أثناء تحلله، الذي قد يسبب التهابًا، ولكن الكيتوسان يقوم بتحييد هذه الآثار السلبية.
في حديثه عن المشروع، أوضح إيفان ليدنيف، الباحث في قسم الكيمياء بجامعة نيجني نوفغورود: “البولي كابرولاكتون يُستخدم حاليًا في تصنيع الأوعية الدموية الاصطناعية، ولكنه لا يتفاعل مع الماء مما يزيد من خطر التخثر، بينما يلعب الكيتوسان دورًا حيويًا في منع هذه الآثار السلبية.”
وقد نجح الفريق في دمج البوليمرات باستخدام ثنائي ميثيل سلفوكسايد كمذيب عضوي، مع علاج المحلول بالموجات فوق الصوتية للحصول على تركيبة متجانسة صالحة للطباعة ثلاثية الأبعاد. وبتحكم دقيق في نسبة الكيتوسان إلى البولي كابرولاكتون، يمكن إنتاج مواد ذات خصائص متعددة، من بينها اللصقات الحيوية المرنة أو بدائل العظام الصلبة.
وأشار ليدنيف إلى إمكانية استخدام هذه التقنية مستقبلاً كبديل لصفائح التيتانيوم المستخدمة في علاج الكسور الخطيرة، مؤكدًا أن الفريق يواصل تحسين التركيبة الكيميائية لهذه المادة لتناسب تطبيقات طبية متنوعة.