Human-on-a-Chip: การพิมพ์ 3 มิติที่สร้างเนื้อเยื่อมนุษย์ขึ้นมาใหม่

บราซิล: นักวิจัยจากมูลนิธิสนับสนุนการวิจัยแห่งรัฐเซาเปาโล (Visp) ได้บุกเบิกการพัฒนาอุปกรณ์ปฏิวัติที่เรียกว่า "มนุษย์บนชิป" หรือ "ร่างกายบนชิป" (BoC) โดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ . 

อุปกรณ์ล้ำสมัยนี้สามารถทำซ้ำเนื้อเยื่อของมนุษย์ได้ และเป็นเครื่องมือในการประเมินความเป็นพิษของผลิตภัณฑ์ต่างๆ ถือเป็นก้าวสำคัญในการวิจัยทางชีวการแพทย์

การใช้ประโยชน์ในการทดสอบความเป็นพิษของผลิตภัณฑ์

BoC ซึ่งสร้างผิวหนังและเนื้อเยื่อในลำไส้ขึ้นมาใหม่ ได้ถูกนำมาใช้เพื่อการทดสอบความเป็นพิษในหลายประเทศ รวมถึงบราซิล ผู้เล่นรายใหญ่ในอุตสาหกรรม เช่น เครื่องสำอางยักษ์ใหญ่อย่าง Nature ได้นำเทคโนโลยีนี้มาใช้ตั้งแต่ครึ่งแรกของปี 2023 

ความพยายามร่วมกันในการปฏิวัติการพิมพ์ 3 มิติในการผลิตอุปกรณ์การแพทย์

นักชีววิทยา Juliana Lago อธิบายว่า "เราใช้ส่วนผสมที่เราต้องการทดสอบกับผิวหนังที่สร้างขึ้นใหม่และประเมินความเป็นพิษของผิวหนัง โดยจำลองการทำงานของร่างกายมนุษย์"

แนวทางที่เป็นนวัตกรรมนี้จัดการกับข้อกังวลด้านจริยธรรมที่ก่อนหน้านี้เกี่ยวข้องกับการทดสอบความปลอดภัยและประสิทธิผล โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมความงาม สุขอนามัยส่วนบุคคล และน้ำหอม ด้วยการแทนที่การทดสอบในสัตว์ซึ่งสภาแห่งชาติเพื่อการควบคุมการทดลองในสัตว์ (Concea) สั่งห้ามในเดือนมีนาคม 2023 ด้วยเทคโนโลยี BoC นักวิจัยสามารถดำเนินการประเมินความเป็นพิษอย่างครอบคลุม ขณะเดียวกันก็รับประกันการปฏิบัติตามมาตรฐานทางจริยธรรม

วัสดุและกระบวนการผลิต

สตาร์ทอัพ 3DBS ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองกัมปินาส ประเทศบราซิล มีบทบาทสำคัญในการผลิตเนื้อเยื่อของมนุษย์โดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ เนื้อเยื่อในลำไส้ถูกสร้างขึ้นจากเซลล์ที่มาจากธนาคารเซลล์ในรีโอเดจาเนโร ในขณะที่เนื้อเยื่อผิวหนังนั้นได้มาจากเซลล์ของมนุษย์ที่ได้มาจากตัวอย่างเนื้อเยื่อที่เก็บระหว่างการผ่าตัด 

นักชีววิทยา Ana Luisa Milas อธิบายว่า “เซลล์ที่ถูกถอดออกจากการผ่าตัดในเด็กจะผลิตคอลลาเจนประเภทที่ 1 ได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นโปรตีนที่เราต้องการเพราะมันให้ความต้านทานและความยืดหยุ่นของผิวหนัง”

Formlabs เปิดตัวระบบปั๊มเรซินและวัสดุสำหรับการพิมพ์ 3 มิติที่ดียิ่งขึ้น

นอกเหนือจากการประยุกต์ใช้ในการวิจัยทางชีวการแพทย์แล้ว เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติยังพบการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงทันตกรรมประดิษฐ์และทันตกรรมตามสั่ง ชิ้นส่วนที่ซับซ้อนสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์และการบินและอวกาศ และการผลิตแม่พิมพ์และวัสดุสิ้นเปลืองตามสั่งหรือปริมาณน้อย 

นอกจากนี้ ความก้าวหน้า เช่น การพัฒนาเนื้อเยื่อผิวหนังที่มีโครงสร้างคล้ายกับรูขุมขนผ่านการพิมพ์ทางชีวภาพ ถือเป็นคำมั่นสัญญาสำหรับการแทรกแซงการรักษาในอนาคตในการสมานแผลและการปลูกถ่ายอวัยวะ

อนาคตในอนาคตและการวิจัยที่กำลังดำเนินอยู่

วิวัฒนาการอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติเปิดช่องทางใหม่สำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และนวัตกรรมทางการแพทย์ ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องและความร่วมมือแบบสหวิทยาการ นักวิจัยตั้งเป้าที่จะควบคุมศักยภาพของเทคโนโลยีนี้อย่างเต็มที่เพื่อรับมือกับความท้าทายด้านการดูแลสุขภาพที่ซับซ้อน และปรับปรุงผลลัพธ์ของผู้ป่วย