في إنجاز طبي كبير، قام الباحثون قبل فترة “بطبع” أول قلب مصمم هندسياً للأوعية الدموية ثلاثي الأبعاد في العالم باستخدام خلايا المريض والمواد البيولوجية الخاصة به، ونجح علماء الطب التجديدي وهو حقل يقع على مفترق طرق البيولوجيا والتكنولوجيا في طباعة الأنسجة البسيطة فقط بدون الأوعية الدموية، هذه هي المرة الأولى التي يقوم فيها أي شخص في أي مكان بتصميم وطباعة قلب كامل مليء بالخلايا والأوعية الدموية والبطينين والغرف.

أمراض القلب السبب الرئيسي للوفاة بين الرجال والنساء في العالم، ويعتبر زرع القلب حاليًا العلاج الوحيد المتاح للمرضى الذين يعانون من قصور القلب في المرحلة النهائية، وبالنظر إلى النقص الحاد في المتبرعين بالقلب، فإن الحاجة إلى تطوير أساليب جديدة لتجديد القلب المصاب تعتبر ملحة.

يتكون هذا القلب من الخلايا البشرية والمواد البيولوجية الخاصة بالمريض، وفي عمليتهم تكون هذه المواد بمثابة الحبر البيولوجي، مواد مصنوعة من السكريات والبروتينات التي يمكن استخدامها للطباعة ثلاثية الأبعاد لنماذج الأنسجة المعقدة، وقد تمكن الأشخاص في الماضي من طباعة هيكل القلب ثلاثي الأبعاد، لكن ليس مع الخلايا أو الأوعية الدموية، وتُظهر النتائج التي حققوها إمكانيات مقاربتهم لهندسة الأنسجة البديلة واستبدال الأعضاء في المستقبل.

للبحث، تم أخذ خزعة من الأنسجة الدهنية من المرضى، ثم تم فصل المواد الخلوية واللاخلوية للنسيج، في حين تمت إعادة برمجة الخلايا لتصبح خلايا جذعية متعددة القدرات، وتمت معالجة المصفوفة خارج الخلية، وهي شبكة ثلاثية الأبعاد من الجزيئات الكبيرة خارج الخلية مثل الكولاجين والبروتينات السكرية، في هيدروجيل شخصي يعمل كـ “حبر” للطباعة.

يعد التوافق الحيوي للمواد الهندسية أمرًا مهمًا للتخلص من مخاطر رفض الزرع، ما يعرض نجاح هذه العلاجات للخطر، ومن الناحية المثالية يجب أن تمتلك المادة الحيوية نفس الخصائص الكيميائية والميكانيكية والطبوغرافية لأنسجة المريض نفسه.. هنا، يمكنهم الإبلاغ عن طريقة بسيطة لأنسجة القلب السميكة والأوعية الدموية القابلة للطباعة الثلاثية الأبعاد التي تتطابق تماما مع الخصائص المناعية، الخلوية، البيوكيميائية والتشريحية للمريض.

يخطط الباحثون الآن لاستنباط القلوب المطبوعة في المختبر و”تعليمهم أن يتصرفوا” مثل القلوب، ثم يخططون لزرع القلب ثلاثي الأبعاد في النماذج الحيوانية. ربما، خلال عشر سنوات، ستكون هناك طابعات للأعضاء في أفضل المستشفيات حول العالم، وسيتم إجراء هذه الإجراءات بشكل روتيني.