مروری بر چاپ زیستی سه‌بعدی غضروف بینی به کمک هیدروژل‌های کامپوزیتی

چاپ زیستی سه بعدی به عنوان شاخه ای از تولید افزودنی شناخته می شود که با استفاده از تلفیقی از مواد زیست سازگار و سلول ها، ساختارهای زنده و سفارشی سازی شده را با هندسه مطلوب می سازد. این ساختارهای چاپ شده را می توان در مهندسی بافت، پزشکی بازساختی یا غربالگری دارو بکار برد. میزان تقاضای بالا برای رفع نواقص مادرزادی یا اکتسابی غضروف بینی و از سوی دیگر معایب موجود در عمل های بازسازی غضروف بینی، اهمیت یک روش جایگزین که ضمن مقرون به صرفه بودن، از دقت و شخصی سازی بالایی برخوردار باشد را نشان می دهد. همچنین، بافت غضروف هیالینی بینی به دلیل فقدان عروق، لنف و عصب گزین های دردسترس برای چاپ زیستی است. بهطور کلی رویکردهای اصلی چاپ زیستی به سه دسته مبتنی بر اکستروژن، جوهرافشان و مبتنی بر لیزر تقسیم بندی می گردد که هر روش با الزامات چاپ ویژهای همراه است. در فرایند چاپ زیستی، هیدروژل ها و به ویژه هیدروژل های کامپوزیتی ضمن زیست سازگاری خواص رئولوژیکی و بیومکانیکی قابل توجهی از خود نشان داده اند که این امر آنها را به گزینه ای مناسب جهت چاپ ساختارهای مملو از سلول بدل می کند. با افزودن نانوذرات مختلف و اصلاح هیدروژل های موجود، می توان به هیدروژل های نانوکامپوزیتی دست یافت که قابلیت پاسخگویی به محرک های گوناگون مانند تغییرات دما را داشته باشند. تولید هیدروژل های نانوکامپوزیتی بسیاری از معایب هیدروژل های معمول مانند عدم پایداری حرارتی و نداشتن خواص مکانیکی قابل توجه را برطرف کردهاست. فرایند ساخت هیدروژلها ممکن است به اتصال عرضی فیزیکی، حرارتی یا شیمیایی در قبل، حین یا بعد از انجام چاپ نیازمند باشد. جوهرهای زیستی چندمادهای بسیاری در حال توسعه هستند که علاوه بر پشتیبانی از الزامات ساختاری و مکانیکی، از عملکرد سلولی نیز حمایت کنند. در این مقاله مروری پس از معرفی مفهوم و رویکردهای اصلی چاپ زیستی، به مهمترین مواد کامپوزیتی و نانوکامپوزیتی پایه پلیمری با تمرکز بر کاربرد آنها در چاپ زیستی غضروف بینی، پرداخته می شود.