פציעות של רקמות רכות של מערכת העיכול, כמו כיבים או שטפי דם, ניתנות כיום לטיפול רק באמצעות צורה כלשהי של ניתוח, שהוא פולשני ואולי לא יביא לתיקון קבוע. הדפסה ביולוגית מתגלה כטיפול יעיל המפקיד 'דיו' תואם ביו – עשוי לעתים קרובות מפולימרים טבעיים המופקים מאצות ים – ישירות על מקום הנזק לרקמות, ויוצר פיגום לצמיחת תאים חדשים. אבל כמו כלים כירורגיים מסורתיים, מדפסות ביולוגיות מסוג זה נוטות להיות מגושמות ודורשות הרדמה.
במקביל, מפותחות טכנולוגיות 'לא קשורות' לביצוע התערבויות רפואיות ללא חיבור פיזי לציוד חיצוני. לדוגמה, 'קפסולות חכמות' הניתנות לבליעה יכולות להיות מודרכות לאתרי אספקת תרופות באמצעות מגנטים חיצוניים. אבל מכשירים אלה נועדו לנוע בנוזלים, והתנועות שלהם הופכות בלתי צפויות כאשר הם נוגעים בדופן הרקמה.
הדפסה ביולוגית, לעומת זאת, דורשת מגע עם רקמות. כעת, צוות מהמעבדה לטכנולוגיות ייצור מתקדמות בבית הספר להנדסה של EPFL יצר MEDS (מערכת מגנטית אנדולומינלית): המדפסת הביולוגית הראשונה הניתנת לבליעה שניתן להנחות לאתרי מחלה כדי להדפיס רקמות בתוך הגוף. פורסם לאחרונה ב מדע מתקדםהטכנולוגיה פותחת את הדלת לאופן חדש של התערבות רפואית לא פולשנית.
"על ידי שילוב העקרונות של במקום מדפסות ביולוגיות עם תפיסות שחרור התרופות של כמוסות חכמות, אנו יכולים לדמיין סוג חדש של מכשירים: מדפסת ביולוגית בגודל גלולה הניתנת לבליעה", אומר ראש המעבדה Vivek Subramanian.
תיקון זעיר פולשני
MEDS מעוצב כמו עט כדורי עם קצה קפיצי שמשחרר דיו – אלא שכאן המכשיר הרבה יותר קטן, וה'דיו' הוא ביו-ג'ל חי. בערך בגודל של גלולה, MEDS מכיל תא זעיר של ביו-דיו ומנגנון קפיץ-בוכנה שדוחף את החומר החוצה. ללא אלקטרוניקה על הלוח, השחרור מופעל על ידי קרן לייזר כמעט אינפרא אדום חיצונית החודרת בבטחה לרקמות הגוף. כשהביו-דיו מגיח, הקפסולה מנווטת בדיוק על ידי מגנט חיצוני המותקן על זרוע רובוטית, בדומה להנחיית ג'ויסטיק.
בניסויים שלהם, צוות EPFL השתמש במדפסת הביולוגית שלהם כדי לתקן כיבים מלאכותיים בגדלים שונים על רקמת קיבה מדומה, ואפילו כדי לאטום דימום מדומה. ב in-vivo בניסויים שבוצעו במתקן מוסמך למחקר בבעלי חיים בארה"ב, החוקרים השתמשו בהצלחה במכשיר שלהם כדי להפקיד ביו-דיו בדרכי הקיבה של ארנבות. בניסויים אלה, הצוות עקב אחר תנועות הקפסולה באמצעות פלואורוסקופיה בקרני רנטגן, והדגים את הפוטנציאל של המכשיר – שניתן לאחזר דרך הפה באמצעות הנחיית מגנט – לתיקון זעיר פולשני.
החוקרים מדגישים כי בנוסף להגנה על כיבים מפני מיצי קיבה, ניתן לשלב את הביו-דיו עצמו עם תרופות או תאים כדי להגביר עוד יותר את תיקון הרקמות.
"בניסויי המעבדה המבוקרים שלנו, הביו-דיו העמוס בתאים שלנו שמר על שלמותו המבנית במשך למעלה מ-16 ימים, מה שמרמז על הפוטנציאל שלו כ'מיקרו-ביוריאקטור' שיכול לשחרר גורמי גדילה ולגייס תאים חדשים לריפוי פצעים", אומר דוקטורנט סנג'אי מנואהרן.
הוא מציין שלמרות שהממצאים הללו מעודדים, ישימותם in-vivo יהיה צורך לאמת במחקרים עתידיים. "בסך הכל, התוצאות שלנו תומכות בתפקיד הבסיסי של MEDS ביישומי הדפסה ביולוגית עתידית. בשלב הבא, אנו מתכננים להרחיב את היכולות שלו לתוך כלי הדם והרקמות של דופן הבטן (צפק)."
