วิศวกรรมเนื้อเยื่อเป็นสาขาที่เกิดขึ้นใหม่ซึ่งมีการใช้เซลล์ วัสดุชีวภาพ และเทคโนโลยีชีวภาพเพื่อทดแทนหรือสร้างเนื้อเยื่อที่เสียหายหรือเป็นโรคขึ้นใหม่ ปัจจุบันนี้ทำได้โดยการสร้างโครงนั่งร้านวัสดุชีวภาพภายนอกร่างกาย การทำให้สุกในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ จากนั้นจึงทำการผ่าตัดฝังเนื้อเยื่อที่สร้างขึ้นในผู้ป่วย อย่างไรก็ตาม การผ่าตัดนี้เพิ่มความเสี่ยงต่อการติดเชื้อ เพิ่มเวลาพักฟื้น
และอาจถึงขั้นลบล้างผลการรักษาของรากฟันเทียม
เพื่อป้องกันภาวะแทรกซ้อนดังกล่าว ทีมวิจัยของสหรัฐฯ กำลังพัฒนาวิธีการสร้างโครงยึดเนื้อเยื่อ 3 มิติภายในผู้ป่วยที่ยังมีชีวิต ซึ่งเรียกว่าวิศวกรรมเนื้อเยื่อภายในร่างกาย นักวิจัยจากสถาบัน Terasaki มหาวิทยาลัยแห่ง รัฐโอไฮโอและ มหาวิทยาลัย แห่งรัฐเพนซิลวาเนียตั้งเป้าที่จะใช้การพิมพ์ 3 มิติแบบเขียนโดยตรงด้วยหุ่นยนต์เพื่อจ่ายวัสดุชีวภาพที่บรรจุเซลล์ (bioinks) ในลักษณะที่แม่นยำสูงและสามารถตั้งโปรแกรมได้ หมึกพิมพ์ชีวภาพที่พิมพ์ออกมาจะถูกส่งผ่านแผลผ่าตัดที่มีการบุกรุกน้อยที่สุด และร่างกายจะทำหน้าที่เป็นเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเพื่อการเจริญเต็มที่
อย่างไรก็ตาม เทคนิคใดๆ ที่ใช้ในการพิมพ์เนื้อเยื่อภายในร่างกายโดยตรง จะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดเฉพาะ วัสดุชีวภาพจะต้องพิมพ์ 3 มิติได้ที่อุณหภูมิร่างกาย (37 °C) ตัวอย่างเช่น และขั้นตอนตามขั้นตอนทั้งหมดไม่ควรเป็นอันตรายต่อผู้ป่วย ตัวอย่างเช่น วิธีการในปัจจุบันใช้แสงยูวีเพื่อเชื่อมขวางเนื้อเยื่อที่สร้างขึ้น ซึ่งไม่ปลอดภัยสำหรับการใช้งานภายในร่างกาย
เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดเหล่านี้ ทีมงานจึงได้ผลิตหมึกชีวภาพสูตรพิเศษที่ออกแบบมาสำหรับการพิมพ์โดยตรงในร่างกาย พวกเขาใช้ไฮโดรเจลเจลาตินเมทาไครโลอิล (GelMA) เป็นวัสดุชีวภาพ และแนะนำ Laponite และเมทิลเซลลูโลสเป็นตัวดัดแปลงการไหลเพื่อเพิ่มความสามารถในการพิมพ์ “สูตรหมึกชีวภาพนี้สามารถพิมพ์ 3 มิติได้ที่อุณหภูมิทางสรีรวิทยา และสามารถเชื่อมขวางได้อย่างปลอดภัยโดยใช้แสงที่มองเห็นได้ภายในร่างกาย” ผู้เขียนคนแรกAli Asghari Adibอธิบาย
นักวิจัยใช้สูตร GelMA/Laponite/methylcellulose
ที่มีและไม่มีสารไฟโบรบลาสต์ห่อหุ้ม เพื่อสร้างโครงยึดเนื้อเยื่อ 3 มิติที่ซับซ้อนด้วยขนาดที่เกี่ยวข้องทางคลินิกและโครงสร้างที่สม่ำเสมอ พวกเขาประสบความสำเร็จในการพิมพ์โครงนั่งร้าน 3 มิติบนชิ้นอกไก่และอกไก่ โดยใช้การเชื่อมขวางในสถานที่ด้วยแสงที่มองเห็นได้ สำหรับ GLM ที่รับภาระเซลล์ ไฟโบรบลาสต์แสดงคุณสมบัติทางกลที่สม่ำเสมอและสามารถทำงานได้ 71–77% ตลอด 21 วันในโครงพิมพ์
ความท้าทายอีกประการหนึ่งของวิศวกรรมเนื้อเยื่อภายในร่างกายคือการติดโครงสร้างที่พิมพ์ไว้บนพื้นผิวเนื้อเยื่ออ่อนที่มีชีวิต สำหรับสิ่งนี้ นักวิจัยได้ใช้เทคนิคการเชื่อมต่อแบบพิเศษโดยใช้เครื่องพิมพ์สามมิติแบบหุ่นยนต์ พวกเขาปรับเปลี่ยนปลายหัวฉีดให้เจาะ 1.6 มม. เข้าไปในพื้นผิวที่อ่อนนุ่ม และเติมพื้นที่ที่เจาะด้วยหมึกชีวภาพในขณะที่ถอนออก ทำให้เกิดจุดยึดสำหรับโครงสร้างเนื้อเยื่อ ในการทดลองกับชิ้นส่วนของ agarose และเนื้อไก่ กลไกการประสานกันนี้สร้างการยึดติดของโครงเข้ากับเนื้อเยื่อที่แน่นแฟ้นยิ่งขึ้น ทีมงานสังเกตพบว่าเพิ่มขึ้น 3.5 เท่า (ไก่) และ 4 เท่า (agarose) ในความแข็งแรงการยึดเกาะของวัสดุชีวภาพเมื่อเทียบกับการพิมพ์บนผิวเนื้อเยื่อ
พิมพ์อวัยวะนักวิจัยสรุปว่ากลไกการประสานกันของวัสดุชีวภาพและหุ่นยนต์ของ GLM ปูทางไปสู่วิศวกรรมเนื้อเยื่อภายในร่างกาย การทำเช่นนี้อาจให้ทางเลือกในการส่องกล้องผ่านกล้องที่มีความเสี่ยงต่ำและมีการบุกรุกน้อยที่สุดสำหรับขั้นตอนต่างๆ เช่น การพิมพ์ 3 มิติของตาข่ายซ่อมแซมไส้เลื่อนที่ใช้งานได้จริง การฝังแผ่นแปะเพื่อเพิ่มการทำงานของรังไข่ การสร้างโครงที่รับภาระเซลล์เพื่อซ่อมแซมเนื้อเยื่อหรืออวัยวะที่บกพร่อง และการนำส่งยา วัสดุชีวภาพที่มีภาระหรือปัจจัย
การเจริญเติบโตผูกไว้เพื่อปรับปรุงการสร้างเนื้อเยื่อใหม่
Ali Khademhosseiniผู้อำนวยการและซีอีโอของ Terasaki Institute กล่าวว่า “การพัฒนาเนื้อเยื่อส่วนบุคคลที่สามารถจัดการกับอาการบาดเจ็บและความเจ็บป่วยต่างๆ ได้มีความสำคัญมากสำหรับอนาคตของการแพทย์ “งานที่นำเสนอนี้กล่าวถึงความท้าทายที่สำคัญในการสร้างเนื้อเยื่อเหล่านี้ เนื่องจากช่วยให้เราสามารถส่งเซลล์และวัสดุที่ถูกต้องไปยังจุดบกพร่องในห้องผ่าตัดได้โดยตรง”
“การใช้ radiomics ที่ประสบความสำเร็จนั้นขึ้นอยู่กับขั้นตอนต่างๆ ในการวิเคราะห์ภาพ เช่น การรับภาพ การดึงคุณลักษณะ และการตรวจสอบแบบจำลอง แต่ละขั้นตอนต้องได้รับการประเมินอย่างรอบคอบเพื่อให้เกิดการสร้างแบบจำลองที่เชื่อถือได้ซึ่งสามารถถ่ายทอดไปสู่การปฏิบัติทางคลินิกเพื่อวัตถุประสงค์ในการพยากรณ์โรค การทำนายโรค และการประเมินการตอบสนองของโรคต่อการรักษา” พวกเขาชี้ให้เห็น
ในฐานะส่วนหนึ่งของแนวทาง radiomics สามารถใช้เทคนิคการเรียนรู้ด้วยเครื่องเพื่อเรียนรู้จากตัวอย่างที่กำหนดและตรวจจับรูปแบบที่ยากต่อการมองเห็นจากชุดข้อมูลขนาดใหญ่และซับซ้อน แนวทางนี้นำไปสู่การเลือกคุณลักษณะเชิงปริมาณที่อาจไม่ตรงไปตรงมาสำหรับผู้สังเกตการณ์ที่เป็นมนุษย์
“ประสิทธิภาพของแบบจำลองกัมมันตภาพรังสีมีความผันผวนเนื่องจากคุณลักษณะที่มีมิติสูง การศึกษาบางชิ้นรายงานประสิทธิภาพที่เกินกว่านักรังสีวิทยา” ผู้เขียนตั้งข้อสังเกต “ข้อดีเพิ่มเติมประการหนึ่งของ radiomics คือผลลัพธ์ที่ได้นั้นมีความอ่อนไหวน้อยกว่าสำหรับการเปลี่ยนแปลงในโปรโตคอลการได้มา”
อาร์เรย์ของไฟ LED แรงดันต่ำที่ปล่อยแสงอัลตราไวโอเลตความยาวคลื่นสั้น (UV) สามารถใช้เพื่อฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายบนผิวหนังและในลำคอและจมูก – โดยมีผลข้างเคียงที่เป็นอันตรายต่อผู้ป่วยน้อยที่สุด อุปกรณ์ต้นแบบได้รับการพัฒนาโดยนักวิจัยจาก สถาบัน Ferdinand Braun ของเยอรมนี และมหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งเบอร์ลินซึ่งกำลังทดสอบความปลอดภัยและประสิทธิภาพของอุปกรณ์ดังกล่าว
การรักษาโรคด้วยยาปฏิชีวนะทำให้เกิดวิวัฒนาการอย่างรวดเร็วของเชื้อโรคที่ดื้อยา ซึ่งเชื่อกันว่าเป็นสาเหตุของการเสียชีวิตประมาณ 700,000 รายต่อปีทั่วโลก แนวทางแก้ไขปัญหาสุขภาพระดับโลกที่เกิดขึ้นใหม่วิธีหนึ่งคือการฆ่าจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายบนผิวหนังและพื้นผิวอื่นๆ ของสิ่งมีชีวิตโดยใช้แสงอัลตราไวโอเลตความยาวคลื่นสั้น ต่างจากแสงยูวีความยาวคลื่นที่ยาวกว่าที่ใช้ในปัจจุบันเพื่อฆ่าเชื้อจุลินทรีย์บนพื้นผิวที่ไม่มีชีวิต แสงยูวีนี้จะเดินทางเข้าไปในผิวหนังในระยะทางที่สั้นมาก ส่งผลให้ไม่สามารถเจาะผิวหนังชั้นบนที่ตายแล้วไปถึงเซลล์ที่มีชีวิตด้านล่างได้ ความเสียหายเล็กน้อยต่อผิวที่เกิดขึ้นนั้นจัดการได้ง่ายโดยการตอบสนองการรักษาตามธรรมชาติของผิว ซึ่งช่วยลดผลข้างเคียงที่เป็นอันตราย
Credit : experiencethejoy.net expertlistbuilding.com fairytalefavors.net fioredicappero.com forumperekur.com
