تم التعرف على الأنسجة الدهنية، التي تعمل كمخازن للدهون، كعضو غدد صماء. تتمتع الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد (3D) للأنسجة الدهنية بتطبيقات محتملة في الطب التجديدي. ومع ذلك، لم يتم تحسين ظروف الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد للأنسجة الدهنية. الآن، طور باحثون من كوريا طريقة جديدة للطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد للأنسجة الدهنية باستخدام حبر حيوي هجين. أظهرت الأنسجة الدهنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد قدرة على تجديد الجلد، مما يمهد الطريق لتطبيقاتها في الطب التجديدي.
يطلق النسيج الدهني، الذي يعمل كعضو غدد صماء، جزيئات مختلفة تنظم إصلاح الأنسجة التالفة الأخرى، بما في ذلك الجلد. ومن ثم، يمكن إعادة هندسة الأنسجة الدهنية لتجديد الأعضاء التالفة. لقد أحدثت تقنية الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد (3D) ثورة في الطب التجديدي من خلال تمكين إنشاء أعضاء أو أنسجة ثلاثية الأبعاد مصممة وظيفيًا، بما في ذلك الأنسجة الدهنية. ومع ذلك، فإن طرق تصنيع الأنسجة المستخدمة حاليًا لا يمكنها تكرار البنية الأصلية وقطرات الدهون المعبأة بكثافة للأنسجة الدهنية، مما يعيق التطبيق العلاجي للأنسجة الدهنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد.
للتغلب على هذا القيد، طور فريق بحث بقيادة الأستاذ المساعد بيونغ سو كيم من جامعة بوسان الوطنية في كوريا نهجًا جديدًا لتصنيع الأنسجة الدهنية. تم إتاحة هذه الورقة عبر الإنترنت في 2 فبراير 2025 في مجلة Advanced Functional Materials. كان أبرز ما في هذه الدراسة هو تطوير حبر حيوي هجين، وهو مزيج من 1٪ من المصفوفة خارج الخلية المجردة من الخلايا المشتقة من الدهون و 0.5٪ من الألجينات. حد هذا الحبر الحيوي الهجين من هجرة الخلايا الدهنية الأولية، وهي سلائف الخلايا الدهنية، مع تعزيز تمايزها. يذكر الدكتور كيم أنه "في ظل ظروف الزراعة القياسية، تميل الخلايا الدهنية الأولية إلى التكاثر والهجرة، مما يمنع تكوين قطرات الدهون الضرورية لوظائف الأنسجة الدهنية. الحبر الحيوي الهجين الذي تم تطويره في هذه الدراسة يحافظ على الخصائص الفسيولوجية للنسيج الدهني." بالإضافة إلى ذلك، تم اعتبار قطر يبلغ 600 ميكرومتر لضمان توصيل كافٍ للمغذيات والأكسجين للنسيج الدهني المصنع. علاوة على ذلك، عززت الأنسجة الدهنية المطبوعة حيوياً المرتبة بمسافة 1000 ميكرومتر تكوين الدهون عبر الإشارات المجاورة. عززت الأنسجة الدهنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد المحسنة بسرعة هجرة خلايا الجلد في المختبر عن طريق تعديل مستويات التعبير عن البروتينات المتعلقة بهجرة الخلايا (MMP2، COL1A1، KRT5، و ITGB1).
لفحص التأثيرات الحيوية للأنسجة الدهنية المطبوعة بيولوجيًا، أعد المؤلفون تجميعًا للأنسجة يتكون من وحدات دهنية وأخرى جلدية. تم زرع تجميع الأنسجة هذا في فئران مصابة بجروح جلدية. كشفت النتائج أن تجميع الأنسجة عزز التئام الجروح في الفئران عن طريق تحفيز إعادة التظهير، وإعادة تشكيل الأنسجة، وتكوين الأوعية الدموية، وتنظيم التعبير عن البروتينات المتعلقة بتمييز خلايا الجلد.
توضح هذه النتائج إمكانات الطباعة البيولوجية كتقنية أساسية في الطب الدقيق والرعاية الصحية التجديدية، مما يدفع موجة جديدة من الابتكار الطبي. مع المتوقع أن يؤدي تسويق تكنولوجيا الطباعة البيولوجية ثلاثية الأبعاد إلى تعزيز نمو كبير في السوق لتصنيع الأنسجة المخصصة، فمن المرجح أن تتبنى المستشفيات والمؤسسات البحثية بشكل متزايد أنظمة الطباعة البيولوجية الشخصية لعلاج المرضى والدراسات الطبية.
للطريقة التي تم تطويرها في هذه الدراسة آثار مختلفة. وفقًا للمؤلف الرئيسي جاي-سيونغ لي، "عززت الأنسجة الغدية المطبوعة بيولوجيًا ثلاثية الأبعاد تجديد الجلد، مما يشير إلى تطبيقاتها المحتملة في الطب التجديدي. في حين أن إجراءات تطعيم الدهون الحالية تعاني من معدلات بقاء منخفضة وامتصاص تدريجي، فإن أحبارنا الحيوية الهجينة تعزز الوظيفة الغدية وقدرة الخلايا على البقاء، مما قد يتغلب على هذه القيود. يمكن أن يكون هذا النهج ذا قيمة خاصة لعلاج الجروح المزمنة مثل قرح القدم السكرية، وقرح الفراش، والحروق."
