كشفت جامعة نيويورك أبو ظبي، عن دراسة جديدة أجراها مهندسو الطب الحيوي لديها، لتصميم تقنيات مبتكرة من شأنها مساعدة علماء الأحياء للوصول إلى اكتشافات قيمة بشأن أبحاث السرطان.
ودأب الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية والبيولوجية الطبية بجامعة نيويورك أبوظبي، محمد قسايمة، وزميل درجة الدكتوراة العالمية في الهندسة، والمؤلف الأول للدراسة أيولا بريمو، إلى جانب باحثين آخرين، على استخدام طابعة ثلاثية الأبعاد لتصميم مسبار موائع دقيق فعال ومتكامل بتكلفة مقبولة لدراسة الخلايا السرطانية والكائنات الحية الأخرى ضمن وعاء بتري.
وتشير الدراسة إلى أن هذه الأجهزة المصنعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، أقل تكلفة من تلك المصنعة من الزجاج والسيليكون ولكن توازيها في الفاعلية.
وعادة ما يتم تصنيع هذه الأداة العلمية الدقيقة من الزجاج أو السيليكون بحجم طرف القلم تقريباً، وتم اختراعها قبل عقدٍ من الزمان، ولا يزال تطويرها وصقلها مستمراً منذ ذلك الحين.
ويجري استخدامها من قبل العلماء في مختلف أنحاء العالم لدراسة ومعالجة وتحويل مزارع الخلايا الحية في بيئة مضبوطة، ورغم أن مسابير الموائع الدقيقة نجحت في ترسيخ حضورها كتكنولوجيا فعالة، إلا أنها لا تزال تواجه تحديات وقيود خاصة، إذ لا يمكن إنتاجها بسهولة عند الطلب نظراً لإجراءات تصنيعها المعقدة، ومن المكلف إنتاجها بكميات كبيرة تبعاً لإجراءات التجميع المطلوبة.
وقال قسايمة الذي تولى فريقه تطوير إطار عمل لطباعة مسابير الموائع الدقيق ورباعيات الأقطاب بالطابعة ثلاثية الأبعاد: "توفر الطابعات ثلاثية الأبعاد طريقة بسيطة وسريعة ومنخفضة التكلفة لتصنيع مسابير الموائع الدقيقة، حيث ينطوي إنتاجها على تكاليف أقل وعمليات تطوير أسهل وإجراءات تصنيع أسرع، ما يتيح تنفيذ جميع الخطوات من التصميم إلى الإنتاج في أقل من يوم واحد، وبالتالي، بإمكان أي مختبر علمي يستخدم طابعة مجسِمة تعمل بتقنية ستيريوليثوجرافي، وتوفر مستوى معقول من الوضوح، تصنيع مسبار موائع دقيقة ثلاثي الأبعاد عند الطلب، واستخدامه في معالجة الخلايا بصورة موثوقة".
وقال بريمو: "يمكن لمسابير الموائع الدقيقة المصنعة بالطابعات ثلاثية الأبعاد توزيع الكواشف بطريقة موضعية من خلال استهداف بضع عشرات من الخلايا فقط ضمن الوعاء البتري، فيما تبقى ملايين الخلايا المستزرعة الأخرى على حالها".
ودأب الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية والبيولوجية الطبية بجامعة نيويورك أبوظبي، محمد قسايمة، وزميل درجة الدكتوراة العالمية في الهندسة، والمؤلف الأول للدراسة أيولا بريمو، إلى جانب باحثين آخرين، على استخدام طابعة ثلاثية الأبعاد لتصميم مسبار موائع دقيق فعال ومتكامل بتكلفة مقبولة لدراسة الخلايا السرطانية والكائنات الحية الأخرى ضمن وعاء بتري.
وتشير الدراسة إلى أن هذه الأجهزة المصنعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، أقل تكلفة من تلك المصنعة من الزجاج والسيليكون ولكن توازيها في الفاعلية.
وعادة ما يتم تصنيع هذه الأداة العلمية الدقيقة من الزجاج أو السيليكون بحجم طرف القلم تقريباً، وتم اختراعها قبل عقدٍ من الزمان، ولا يزال تطويرها وصقلها مستمراً منذ ذلك الحين.
ويجري استخدامها من قبل العلماء في مختلف أنحاء العالم لدراسة ومعالجة وتحويل مزارع الخلايا الحية في بيئة مضبوطة، ورغم أن مسابير الموائع الدقيقة نجحت في ترسيخ حضورها كتكنولوجيا فعالة، إلا أنها لا تزال تواجه تحديات وقيود خاصة، إذ لا يمكن إنتاجها بسهولة عند الطلب نظراً لإجراءات تصنيعها المعقدة، ومن المكلف إنتاجها بكميات كبيرة تبعاً لإجراءات التجميع المطلوبة.
وقال قسايمة الذي تولى فريقه تطوير إطار عمل لطباعة مسابير الموائع الدقيق ورباعيات الأقطاب بالطابعة ثلاثية الأبعاد: "توفر الطابعات ثلاثية الأبعاد طريقة بسيطة وسريعة ومنخفضة التكلفة لتصنيع مسابير الموائع الدقيقة، حيث ينطوي إنتاجها على تكاليف أقل وعمليات تطوير أسهل وإجراءات تصنيع أسرع، ما يتيح تنفيذ جميع الخطوات من التصميم إلى الإنتاج في أقل من يوم واحد، وبالتالي، بإمكان أي مختبر علمي يستخدم طابعة مجسِمة تعمل بتقنية ستيريوليثوجرافي، وتوفر مستوى معقول من الوضوح، تصنيع مسبار موائع دقيقة ثلاثي الأبعاد عند الطلب، واستخدامه في معالجة الخلايا بصورة موثوقة".
وقال بريمو: "يمكن لمسابير الموائع الدقيقة المصنعة بالطابعات ثلاثية الأبعاد توزيع الكواشف بطريقة موضعية من خلال استهداف بضع عشرات من الخلايا فقط ضمن الوعاء البتري، فيما تبقى ملايين الخلايا المستزرعة الأخرى على حالها".
