یدروژل ها موادی نویدبخش در فناوری زیست چاپ سه بعدی

هیدروژل ها، شبکه سه بعدی از مولکول های متشکل از زنجیرهای پلیمری بسیار آب دوست هستند که قابلیت جذب آب را تا هزار برابر وزن خشک دارند. هیدروژل ها به دلیل زیست سازگاری و فراورش پذیری زیاد، به گزینه مطلوبی برای الگودهی یاخته ها با زیست چاپ سه بعدی تبدیل شده اند. زیست چاپ سه بعدی روشی نوآورانه است که امکان ساخت معماری های سه بعدی پیچیده و ازپیش طراحی شده را از زیست مواد یا یاخته های زنده (زیست جوهرها) فراهم می کند. چالش کلیدی در کاربردهای زیست پزشکی چاپ سه بعدی، برخلاف صنایع مرسوم، نیاز به زیست جوهرهاست که نه تنها به خوبی زیست سازگار باشند، بلکه از ماتریس برون یاخته ای (ECM) طبیعی نیز تقلید دقیقی داشته باشند. این محدودیت، طیف مواد مناسب برای ساختارهای زیست مهندسی شده را به طور درخور توجهی محدود می کند. هیدروژل ها با تقلید از ویژگی های فیزیکی و زیست شیمیایی ECM، نقش حیاتی را در زیست چاپ سه بعدی دارای یاخته ایفا می کنند. همچنین در چند سال گذشته، به دلیل پیشرفت در روش های شبکه ای کردن و سازوکارهای ژل شدن، خواص فیزیکی و شیمیایی کنترل شده تری برای هیدروژل ها به دست آمده است. بنابراین، هیدروژل ها پس از طراحی عملکردی و ساختاری مناسب از بهترین انتخاب ها برای زیست جوهرها هستند و می توان آن ها را در تولید اندام های زنده به کار گرفت. فناوری های مختلفی در زیست چاپ به کار گرفته می شوند که مناسب ترین آن ها برای چاپ هیدروژل ها، سامانه های چاپ سه بعدی جوهرافشان، لیزری و اکسترودی هستند. هر یک از روش های زیست چاپ معمولا براساس خواص رئولوژی، شیمی شبکه ای شدن و زیست سازگاری جوهر متفاوت است. ازاین رو در مقاله حاضر، ابتدا مهم ترین و بهترین روش های چاپ سه بعدی برای هیدروژل ها معرفی می شوند. سپس، ویژگی های مختلف هیدروژل ها  و درنهایت روش های مختلف شبکه ای شدن در هیدروژل ها برای اهداف چاپ سه بعدی بحث می شوند. نتایج پژوهش ها نشان می دهد، معیارهای مختلفی برای مناسب بودن هیدروژل ها در زیست چاپ سه بعدی مطرح است، ازاین رو باید تعادلی بین تمام پارامترها برقرار شود تا ماده زیست چاپ پذیر مناسبی برای نیازهای مختلف زیست پزشکی ایجاد شود.

کلیدواژه ها:

زیست چاپ سه بعدی ، هیدروژل ، زیست جوهر ، شبکه ای شدن ، زیست سازگاری