ซ่อมเข่าสึกหรอด้วยเนื้อเยื่อเทียมจากหมึกพิมพ์สามมิติ Bioinks

กระดูกหัวเข่าของมนุษย์เป็นส่วนหนึ่งในร่างกายที่มักจะเสี่ยงต่อการเกิดอุบัติเหตุต่าง ๆ หรือเกิดการสึกหรอไปตามกาลเวลาจนทำให้ต้องมีการผ่าตัดรักษาอยู่บ่อยครั้ง แต่ข่าวดีก็คือนักวิจัยได้มีการคิดค้นหมึกพิมพ์แบบ "3D hybrid bioinks" ที่สามารถใช้กับเครื่องพิมพ์สามมิติ เพื่อช่วยสร้างหมอนรองกระดูกเทียมมาใช้รักษากระดูกหัวเข่าได้แล้ว

ส่วนของกระดูกที่ว่านี้คือ “meniscus” หรือหมอนรองกระดูก เป็นส่วนกระดูกอ่อนที่มีลักษณะเป็นรูปตัว C ซึ่งรองรับกระดูกหัวเข่าส่วนบนและล่างไม่ให้เกิดการเสียดสีกัน ซึ่งส่วนหมอนรองกระดูกหัวเข่านี้ยังเป็นส่วนที่เกิดการบาดเจ็บได้ง่าย ทั้งจากอุบัติเหตุทางกีฬา หรือการสึกหรอตามอายุที่มากขึ้น และบางครั้งอาจร้ายแรงจนต้องใช้วิธีการผ่าตัดเอาส่วนที่สึกหรอออกไป

ทีมนักวิจัยจาก Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM) จึงได้มีการเสนอวิธีการใหม่โดยการใช้การพิมพ์สามมิติแบบ "bioprinting" ที่จะสามารถสร้างทั้งส่วนของหมอนรองกระดูกและชิ้นส่วนรองรับอื่น ๆ โดยใช้ระบบที่เรียกว่า "Integrated Tissue and Organ Printing System (ITOPS)" ซึ่งใช้ในงานวิจัยชิ้นก่อน ๆ ในการพิมพ์ชิ้นส่วนเนื้อเยื่อที่ซับซ้อนเช่นกระดูก กล้ามเนื้อ หรือแม้กระทั่งใบหูขึ้นมา

ในการศึกษาครั้งนี้ นักวิจัยได้ใช้หมึกพิมพ์แบบ "3D hybrid bioinks" หลากหลายตัวในการพิมพ์เนื้อเยื่อส่วนกระดูกอ่อนขึ้นทั้งหมดทีละชั้นโดยใช้รูปแบบการพิมพ์แบบการแทรกกากบาท (interleaved crosshatch pattern) โดยชั้นแรกจะประกอบด้วยสารก่อเนื้อเจลชื่อว่าเจลแลนกัม และหมึกไฟบริโนเจน (โปรตีนชนิดหนึ่งที่ช่วยในการแข็งตัวของเลือด) ซึ่งจะช่วยกระตุ้นให้เซลล์ของร่างกายมีการสร้างตัวมากขึ้น ส่วน Bioink ชั้นที่สองจะประกอบด้วยไหมไฟโบรอินเมทาคริเลต (silk fibroin methacrylate) ที่จะช่วยให้โครงสร้างมีความแข็งแรงและยืดหยุ่นได้ดี

และจากการทดลองโดยใช้เซลล์ของหมู นักวิจัยพบว่าตัวเซลล์นั้นสามารถที่จะเพิ่มจำนวนและคงรูปอยู่ได้ดี จากนั้นจึงมีการทดลองเพิ่มเติมโดยได้ปลูกถ่ายชิ้นส่วนที่พิมพ์ขึ้นมานี้ในหนู และสังเกตผลตลอดระยะเวลา 10 สัปดาห์หลังผ่าตัด พบว่าร่างกายของหนูสามารถที่จะสร้างกระดูกอ่อนของตัวเองขึ้นมาได้ดังที่คาดไว้

อย่างไรก็ตามทางทีมวิจัยก็ยังต้องการที่จะทดสอบการทำงานต่อไปว่าชิ้นส่วนปลูกถ่ายนี้จะมีผลกระทบต่อร่างกายอย่างไรบ้าง เพื่อที่จะพัฒนาให้สามารถใช้งานได้จริงกับมนุษย์ได้ในเร็ววัน

ขอบคุณข้อมูลจาก

New atlas

เกาะติดข่าวที่นี่

website: www.TNNThailand.com

facebook : TNNThailand

facebook live : TNN Live

twitter : @TNNThailand

Line : @TNNONLINE

Youtube Official : TNNThailand

Instagram : @tnn_online

TIKTOK : @tnnonline