ساخت غضروف مصنوعی انسان در فضا

اولگ کانوننکو، فضانورد مستقر در ایستگاه فضایی بین‌المللی(ISS) با استفاده از قدرت مغناطیس و یک دستگاه مونتاژ زیستی “مغناور” موفق به مونتاژ غضروف مصنوعی انسان در فضا شده است.

به گزارش آردی نیوز و به نقل از تک اکسپلوریست، این دستگاه باعث می‌شود خوشه‌های سلول‌های انسانی بدون نیاز به داربست فیزیکی وارد ساختار بافت شوند.

پرینترهای زیستی که می‌توانند بافت انسان را تولید کنند از قبل در کره زمین وجود داشتند، اما آنها به نیروی جاذبه و داربست‌ها برای در کنار هم قرار دادن سلول‌های غضروف متکی هستند. با این حال، شناوری مغناطیسی در مدار بسیار خوب عمل می‌کند.

مغناور یا شناوریِ مغناطیسی روشی است که در آن یک شی بدونِ هیچ پشتیبانی به جز میدانِ مغناطیسی به حالتِ شناور در آید. نیروی مغناطیسی برای مقابله با اثراتِ شتاب گرانشی و هر شتاب دیگری بکار می‌رود.

این روش برای خنثی کردن اثرات شتاب گرانشی و هر شتاب دیگر استفاده می‌شود و همچنین اشیاء را در صورت عدم وجود جاذبه در محل نگه می‌دارد. در سال ۲۰۱۵ “اوتکان دیمیرچی”(Utkan Demirci ) و “ناسیده گوزده دورموس”(Naside Gozde Durmus) در دانشگاه “استنفورد” نشان دادند که سلول‌های زنده نیز هنگام قرار گرفتن در محیط مایعات پارامغناطیسی قابل کنترل هستند. آزمایش آنها شامل قرار دادن دو آهنربای قوی قطب مخالف در نزدیکی یکدیگر بود که یک نیروی شیب بالا(gradient force) تولید می‌کرد. یک کانال ریزسیالی که شامل سلول‌های دیامغناطیس و مایع پارامغناطیس بود نیز بین آهنرباها قرار می‌گرفت.

این ایده بعداً توسط “ولادیسلاو پارفنوف”(Vladislav Parfenov) در “آزمایشگاه تحقیقات بیوزیستی”(CD Solutions Bioprinting) در مسکو و همکارانش انجام شد. آنها دستگاهی ساختند که عملیات مونتاژ گروه‌های سلولی به نام “کره گون” به ساختارهای سه‌بعدی را انجام می‌داد. دستگاه ساخته شد اما آن دستگاه همراه با موشکی که قرار بود توسط آن به ایستگاه فضایی منتقل شود در نوامبر سال ۲۰۱۸ منفجر شد. پارفنوف و تیمش مونتاژگر زیستی دیگری ساختند و آن را در ماه دسامبر توسط موشکی در پایگاه فضایی قزاقستان به سمت ایستگاه فضایی بین‌المللی پرتاب کردند.

یک روز پس از ورود دستگاه به بخش روسی ایستگاه فضایی بین‌المللی، فضانورد نورد “اولگ کانوننکو”(Oleg Kononenko) آزمایشی را انجام داد که شامل تزریق محیط پارامغناطیسی به درون لوله‌های کوچک شیشه‌ای حاوی سلول‌های غضروف ‌(برگرفته از زانو و مفصل ران انسان) بود. سپس آنها را خنک کرد و آنها را در دستگاه مونتاژگر زیستی مغناطیسی قرار داد و فشرد.

دمیرچی گفت: این اولین بار بود که سلول‌ها و ارگانوئیدها در فضا مونتاژ و ساخته می‌شدند. انسان پیشتر قادر به انجام آزمایشات بیولوژیکی و کشت سلول‌ در فضا شده بود، اما قادر به جمع آوری این بلوک‌های ساختمانی با استفاده از یک ابزار ساخت بیولوژیکی نبود و این اولین بار است. چنین آزمایشاتی همچنین می‌تواند به تحقیقات در مورد فعل و انفعالات سلولی که از زندگی در اینجا حمایت می‌کنند کمک کند. در صورت عدم وجود گرانش، سلول‌ها و پروتئین‌ها بسیار متفاوت رفتار می‌کنند. درک این فعل و انفعالات بدون سر و صدای گرانشی می‌تواند اطلاعات جدیدی را در مورد چگونگی تعامل داروها و سلول‌ها(drugs and cells interact) نشان دهد. /ایسنا