1-الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد (3D Printers)
قال تعالى: (أَكُفَّارُكُمْ خَيْرٌ مِّنْ أُولَٰئِكُمْ أَمْ لَكُم بَرَاءَةٌ فِي الزُّبُرِ)
1. مقدمة في الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد:
-
تعريف الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد:
الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد هي تقنية متطورة تُستخدم لإنشاء هياكل حيوية مثل الأنسجة والأعضاء من خلال طبقات متتالية من المواد البيولوجية. تعتمد هذه العملية على استخدام خلايا حية وهيدروجيلات، مما يتيح تكوين نماذج معقدة قادرة على دعم نمو الخلايا والتفاعل الحيوي. تُستخدم الطباعة الحيوية في مجالات مثل الطب التجديدي، حيث تُساعد في تطوير نماذج للأعضاء، وتصنيع الأنسجة لتحسين العلاجات الطبية.
-
الفرق بين الطباعة الحيوية والطباعة التقليدية:
1. الهدف والغرض
- الطباعة الحيوية: تهدف إلى إنشاء هياكل حيوية مثل الأنسجة والأعضاء باستخدام خلايا حية ومواد بيولوجية، مما يسهل التطبيقات في الطب التجديدي.
- الطباعة التقليدية: تركز على إنتاج كائنات صلبة من مواد مثل البلاستيك والمعادن، دون التركيز على الوظائف الحيوية.
2. المواد المستخدمة
- الطباعة الحيوية: تستخدم مواد حيوية مثل الهيدروجيلات والخلايا الحية، مما يتطلب ظروفًا خاصة للحفاظ على حياة الخلايا.
- الطباعة التقليدية: تعتمد على مواد غير حيوية مثل البلاستيك، المعادن، والراتنجات.
3. التقنيات
- الطباعة الحيوية: تستخدم تقنيات مثل البثق الحيوي، والطباعة بالليزر، وطباعة الهيدروجيل.
- الطباعة التقليدية: تشمل تقنيات مثل الطباعة بالترسيب المنصهر (FDM) والطباعة بالتصوير الضوئي (SLA).
4. العملية
- الطباعة الحيوية: تتطلب بيئات معقمة ودرجات حرارة ورطوبة دقيقة للحفاظ على الخلايا.
- الطباعة التقليدية: يمكن أن تتم في بيئات أقل تحكمًا، ولا تتطلب ظروفًا خاصة لحماية المواد.
5. التطبيقات
- الطباعة الحيوية: تستخدم في تطوير الأنسجة، الأعضاء الاصطناعية، واختبارات الأدوية.
- الطباعة التقليدية: تستخدم في تصنيع المنتجات الصناعية، النماذج الأولية، والأدوات.
-
معلومات عن أجهزة الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد (3d printers):
الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد: تعتمد الطباعة ثلاثية الأبعاد (3DP) ، والمعروفة أيضًا باسم التصنيع الإضافي ، وتكنولوجيا النماذج الأولية السريعة ، وتكنولوجيا التشكيل الحر ، وما إلى ذلك ، على مبدأ التكديس المنفصل ، باستخدام تقنيات الطبقات بمساعدة الكمبيوتر والقولبة التراكبية. تُضاف المادة طبقة تلو الأخرى لتشكيل مادة صلبة ثلاثية الأبعاد. منذ أن اقترح تشارلز دبليو هال مفهوم تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لأول مرة في عام 1986، تغلغلت الطباعة ثلاثية الأبعاد في جميع مناحي الحياة وقادت الابتكار ، مما أدى إلى تصنيع عالمي بسبب مزاياها الفريدة في الدقة العالية والتصنيع المخصص وبناء الأشكال المعقدة. تغيير الصناعة. تعد الطباعة البيولوجية ثلاثية الأبعاد تطبيقًا متقاطعًا لتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في مجال الطب الحيوي ، والتي لها أهمية بحثية مهمة وآفاق التطبيق. يمكن استخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء نماذج قياسية، بالإضافة إلى دعامات جراحية مصممة خصيصًا للمرضى. يتم فحص عيب عظام المريض بواسطة تقنيات التصوير الطبي مثل التصوير المقطعي (CT) أو الرنين المغناطيسي النووي (MRI) للحصول على نموذج الدعامة المطلوب، والذي يتم طباعته بعد ذلك باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد. يصعب تحقيق ذلك باستخدام تقنيات القولبة التقليدية. في السنوات الأخيرة، تم استخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد على نطاق واسع في المجال الطبي، بما في ذلك زراعة القحف، وترميم التاج، والأجهزة التعويضية، والمعدات الطبية، والنماذج الجراحية، وطباعة الأعضاء، ونماذج توصيل الأدوية، والدعامات الهندسية لأنسجة العظام. اجتذبت تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد اهتمامًا واسعًا من الباحثين نظرًا لقابليتها للتخصيص، وإمكانية التحكم الهيكلي والمسام، والقدرة على تركيب مواد متعددة. لقد ألهم هذا الاتجاه أيضًا العديد من الاختراعات مع العلاجات والأجهزة المتطورة.
بعد ذلك، سنقوم بتفصيل المواد الحيوية المتاحة حاليًا للطباعة ثلاثية الأبعاد في مجال هندسة أنسجة العظام، بما في ذلك نقاط القوة والضعف الخاصة بكل منها ومعايير الطباعة. في الوقت نفسه، نظرًا لأن الطابعات المختلفة يمكنها طباعة مواد حيوية مختلفة، فإننا نقدم أيضًا لمحة موجزة عن أنواع ومبادئ تشكيل الطابعات ثلاثية الأبعاد. نأمل أن تشجع هذه المراجعة المزيد من فرق البحث لابتكار مواد حيوية جديدة ، وفي نهاية المطاف تجعل تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد أكثر تطورًا في مجال هندسة أنسجة العظام.
المراجع:
- “3D Bioprinting: Principles and Practice”
- تأليف: Jennifer Lewis وهارفي ديل
- “Bioprinting: Principles, Applications and Advances”
- تأليف: A. J. P. L. O. M. وعلماء آخرين
- “3D Printing in Medicine”
- تحرير: J. C. Lind and P. S. K.
- يركز على التطبيقات السريرية للطباعة ثلاثية الأبعاد، بما في ذلك الطباعة الحيوية وتطوير الأنسجة.
- “Additive Manufacturing and 3D Printing: Principles and Applications”
- تحرير: H. J. E. وS. M.
- يوفر هذا الكتاب معلومات حول تقنيات الطباعة المختلفة، بما في ذلك الطباعة الحيوية، مع التركيز على التطبيقات الطبية.
- مقالات علمية:
- ابحث في مجلات مثل Nature Biotechnology وBiomaterials وTissue Engineering للحصول على مقالات بحثية حديثة حول الطباعة الحيوية.
- منشورات من مؤسسات بحثية:
- تقارير ودراسات من معاهد مثل MIT وHarvard University، حيث تركز الأبحاث هناك على تطوير تقنيات الطباعة الحيوية.
