ما دور الطابعات ثلاثية الأبعاد في توفير طريقة ومنخفضة التكلفة لتصنيع مسابير الموائع الدقيقة
كشفت جامعة نيويورك أبوظبي عن دراسة جديدة أجراها مهندسو الطب الحيوي لديها لتصميم تقنيات مبتكرة من شأنها مساعدة علماء الأحياء للوصول إلى اكتشافات قيمة بشأن أبحاث السرطان. وفي هذا السياق، دأب الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية والبيولوجية الطبية بجامعة نيويورك أبوظبي محمد قسايمة، وزميل درجة الدكتوراه 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.
وعادةً ما يتم تصنيع هذه الأداة العلمية الدقيقة من الزجاج أو السيليكون بحجم طرف القلم تقريباً. وقد تم 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.
وبهذا الشأن، قال 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”.
وبدوره، قال 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”.
وتطرق قسايمة وفريقه في بحث سابق إلى استخدام مسبار موائع دقيقة مصنع من السيليكون لاستكشاف كيفية استجابة العدلات إلى المصادر المتحركة لتدرجات التركيز التي تحاكي العدوى ومسببات الأمراض. وحلل البحث مدى سرعة استجابة هذه الخلايا للتحفيز، وأظهر هجرة العدلات التي تبدأ بسرعة قصوى وتتباطأ مع مرور الوقت، بالإضافة إلى السلوكيات المتموجة التي تخضع لها العدلات قبل أن تبدأ بتعقب موضع الإصابة.
يُشار إلى أن قسايمة هو الباحث الرئيسي في مختبر الموائع الدقيقة والأجهزة المصغرة المتطور في جامعة نيويورك أبوظبي، ويتركز عمله في الدرجة الأولى على تطوير أدوات دقيقة لعلماء الأحياء المتخصصين في أبحاث صحة الإنسان، بما في ذلك أجهزة التقاط الخلايا الورمية المنتشرة والمأخوذة من عينات دم مرضى السرطان.
