แต่ในบาดแผลที่ลึกกว่านั้น เช่น แผลในผู้ป่วยเบาหวานหรือในเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อหลังหัวใจวาย การซ่อมแซมจะทำได้ยากกว่า ปัญหาเหล่านี้มักต้องการการรักษาที่จริงจังมากขึ้น และอาจต้องตัดแขนขาหรือการปลูกถ่ายในที่สุดหากการรักษายังไม่สมบูรณ์ แม้ว่าการปลูกถ่ายอวัยวะจะช่วยรักษาชีวิตไว้ได้ แต่เราขาดอวัยวะที่พร้อมสำหรับขั้นตอนนี้และจำเป็นต้องใช้วิธีการอื่น มีการเสนอ เทคโนโลยี เช่นการพิมพ์ชีวภาพเพื่อสร้างอวัยวะที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ภายนอกร่างกาย
แต่จะเป็นอย่างไรหากเราสามารถเพิ่มความสามารถในการสร้างใหม่
ของเราเองได้ สามารถสร้างอวัยวะภายในร่างกายได้หรือไม่? ในสิ่งพิมพ์ล่าสุดเราแสดงให้เห็นว่าด้วยการฉีดเจลที่สกัดจากสาหร่ายทะเลที่กินได้ เราสามารถสั่งให้ร่างกายสร้างหลอดเลือดที่มั่นคงในกล้ามเนื้อได้ เรือเหล่านี้เป็นกุญแจสำคัญในการช่วยให้เนื้อเยื่อมีชีวิต
ผลลัพธ์เหล่านี้เป็นขั้นตอนสำคัญสู่การบำบัดแบบปฏิรูปโดยอาศัยวัสดุชีวภาพเพียงอย่างเดียว การบำบัดด้วยการฟื้นฟู (เรียกอีกอย่างว่าเวชศาสตร์ฟื้นฟู)เป็นพื้นที่ของการวิจัยที่ผสมผสานการแพทย์ ชีววิทยาระดับโมเลกุล และเทคโนโลยีชีวภาพ มีจุดมุ่งหมายเพื่อออกแบบเนื้อเยื่อหรืออวัยวะและฟื้นฟูการทำงานตามปกติ
ตัวอย่างเช่นการพิมพ์ชีวภาพ 3 มิติประสบความสำเร็จเช่น การสร้างกระจกตาเทียมสำหรับดวงตา
แต่แนวทางนี้ต้องการโรงงานผลิตเฉพาะทาง เซลล์จะต้องถูกแยกออก เลี้ยงในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ ซึ่งเป็นภาชนะพิเศษที่ให้สภาพแวดล้อมที่เหมาะสมสำหรับการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อ และใช้เพื่อสร้างอวัยวะเทียมภายใต้สภาวะควบคุมและปลอดเชื้อ
วิธีการใหม่เกิดขึ้นเมื่อสองสามปีที่ผ่านมา สิ่งนี้ใช้ร่างกายในการผลิต เนื้อเยื่อหรือเซลล์ชนิดหนึ่ง และเรียกว่าเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพในร่างกาย (ในร่างกาย) เดิมทีนี้ได้รับการพัฒนาเพื่อสร้างกระดูก
ในการสร้างเนื้อเยื่อในร่างกายมนุษย์ เราจำเป็นต้องกระตุ้นและใช้ประโยชน์จากความสามารถในการสร้างใหม่ของเราเอง น่าเสียดายที่เราไม่ดีเท่าซาลาแมนเดอร์ : เราไม่สามารถปลูกแขนขาใหม่ได้
แต่ด้วยความช่วยเหลือ เราสามารถสร้างเนื้อเยื่อแต่ละส่วนขึ้นมาใหม่ได้ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ ความช่วยเหลือสามารถมาในรูปแบบของวัสดุที่:
สัญญาณทางเคมีและชีวภาพที่สามารถนำการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อ
เนื้อเยื่อหมายถึงกลุ่มของเซลล์ที่ทำงานร่วมกันเพื่อทำหน้าที่เฉพาะ ตัวอย่างเช่น เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อประกอบด้วยเซลล์ที่จัดเรียงเป็นเส้นใย ก่อตัวเรียกว่าเส้นใยกล้ามเนื้อ
วัสดุที่พูดคุยกับเซลล์ได้
เนื้อเยื่อของร่างกายของเราประกอบด้วยเซลล์ต่างๆ มากมายหลายชนิด และยังมีวัสดุที่อยู่นอกเซลล์ด้วย วัสดุเหล่านี้เรียกว่าเมทริกซ์นอกเซลล์ (ECM)
ECM ประกอบด้วยองค์ประกอบหลายอย่าง กักเก็บน้ำและเก็บข้อมูลที่สำคัญเพื่อช่วยให้เซลล์เคลื่อนที่ เติบโต และจัดระเบียบเป็นเนื้อเยื่อที่ทำงานได้
เราไม่จำเป็นต้องลงรายละเอียดว่า ECM ทำมาจากอะไรที่นี่ แต่สิ่งที่เราสามารถพูดได้ก็คือ นักวิทยาศาสตร์สามารถคัดลอกการทำงานของมันได้หลายอย่างโดยใช้วัสดุคล้ายเจลที่เรียกว่าไฮโดรเจล สิ่งนี้สามารถแก้ไขได้เพื่อส่งผ่านข้อมูลทางชีววิทยาที่เฉพาะเจาะจงไปยังเซลล์
ในห้องทดลองของเราเราสามารถดัดแปลง agarose ได้โดยการแนบโมเลกุลขนาดเล็ก (เปปไทด์) ที่จะพูดคุยกับเซลล์ เมื่อใช้วิธีนี้ เราได้สร้างสูตรเฉพาะของไฮโดรเจลที่ให้สภาพแวดล้อมที่เหมาะสำหรับเซลล์บางชนิดในการจัดระเบียบเป็นหลอดเลือด
ในงานล่าสุด ของเรา กับผู้ร่วมงานที่โรงพยาบาลมหาวิทยาลัยบาเซิลเราแสดงให้เห็นว่าไฮโดรเจลชนิดเดียวกันนี้ที่ฉีดเข้าไปในกล้ามเนื้อสามารถ “พูดคุย” กับร่างกายและเริ่มสร้างหลอดเลือดใหม่ได้
เรามองเห็นว่าในบางกรณี วันหนึ่งผู้ป่วยที่มีอวัยวะบกพร่องอาจได้รับการฉีดวัสดุที่จะนำพาข้อมูลไปพูดคุยกับเซลล์และนำองค์กรของพวกเขาไปสู่เนื้อเยื่อที่ทำงานได้ใหม่
อ่านเพิ่มเติม: ‘ผู้หญิงที่ไม่เจ็บปวด’ ช่วยให้เราเห็นว่าความวิตกกังวลและความกลัวเหมาะสมกับภาพรวมของความเจ็บปวดอย่างไร
วิธีการนี้จะช่วยให้ร่างกายของเราทำงานที่ซับซ้อนได้เกือบทั้งหมด ตรงกันข้ามกับการบำบัดด้วยเซลล์หรือการพิมพ์ทางชีวภาพของอวัยวะภายนอกร่างกาย ซึ่งเซลล์จะต้องเก็บเกี่ยว เติบโต และปลูกถ่ายใหม่ การบำบัดด้วยวัสดุจะมีประโยชน์อย่างมากสำหรับผู้ป่วยในพื้นที่ห่างไกลซึ่งไม่มีโครงสร้างพื้นฐานที่ซับซ้อน
ในเชิงคาดเดา การพิมพ์อวัยวะทางชีวภาพถือเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่สำคัญสำหรับการขยายตัวของมนุษย์ไปยังดาวเคราะห์ดวงอื่น
โดยการใช้วัสดุที่กระตุ้นให้เกิดการฟื้นฟูเพื่อเอาชนะการบาดเจ็บหรือโรค เราสามารถทิ้งงานซ่อมแซมที่สำคัญสำหรับร่างกายของเราได้ บางทีวันหนึ่งคนที่อาศัยอยู่ในอวกาศจะสามารถฉีดวัสดุเหล่านี้ให้ตัวเองได้
