Բիոտպագրությունը եռաչափ տպագրության հատուկ մեթոդ է, որի միջոցով հնարավոր է 3D տպագրությունը իրականացնել ոչ թե պլաստիկով կամ կենցաղային ուրիշ նյութերով, այլ կենդանի բջիջներով և կենսաբանական մատերիալներով։ Սա հնարավորություն է տալիս լաբարատոր պայմաններում ստանալ կենդանի հյուսվածքներ և նույնիսկ օրգաններ։ Որևէ կենսական կարևորության օրգանի ծանր վնասվածքի դեպքում երբեմն հիվանդի կյանքը փրկելու նպատակով կարիք է լինում իրականացնել դոնորական օրգանի կամ հյուսվածքի տրանսպլանտացիա՝ փոխպատվաստում։

Որոշ դեպքում փոխպատվաստումը համեմատաբար հեշտ է, օրինակ՝ մաշկի խոշոր, բայց ոչ շատ տարածուն վնասվածքների դեպքում վերքը հնարավոր է լավացնել հենց հիվանդի մարմնի այլ մասից վերցված մաշկի շերտերով։ Սակայն, նույնը հնարավոր չէ անել, լայնածավալ վնասվածքների կամ, օրինակսրտի, լյարդի և երիկամի դեպքում։ Նման իրավիճակներում գիտության առաջարկած դասական լուծումն է այլ մարդուց կամ դիակից վերցված օրգանի կամ հյուսվածքի փոխպատվաստումը։ Սակայն, միշտ չէ, որհիվանդի օրգանիզմը ընդունում է այդ հյուսվածքը կամ օրգանը։ Հիվանդի իմունային համակարգը այնընկալում է որպես օտար մարմին և սկսում պայքարել դոնորի օրգանի դեմ։ Սա շատ վտանգավոր վիճակ է, որը կարող է հանգեցնել նույնիսկ հիվանդի մահվան: Այն կանխելու նպատակով փոխպատվաստումից հետո հիվանդները ստիպված են լինում հետագա ողջ կյանքը ընդունել իմունային համակարգը ճնշող դեղորայք՝ այսպես կոչված իմունոդեպրեսանտներ։ Իսկ ընկճված լինելու դեպքում մարդու իմունհամակարգը չի կարողանում ինչպես հարկն է պայքարել վարակների դեմ, և հետևաբար այս մարդիկտարբեր հիվանդություններով վարակվելու շատ մեծ ռիսկեր են ունենում։ Այս խնդրի լուծման որոնումների ընթացքում գիտությունն առաջարկեց մի նոր գաղափար։ Եթե հնարավոր լիներ հիվանդի մաշկից, մկանից, ճարպից կամ այլ հյուսվածքից վերցնել քիչ քանակի բջիջներ, դրանք ձևափոխել, դրանց քանակը շատացնել, դրանցից լաբարատորիայում ստանալ անհրաժեշտ օրգանը կամ հյուսվածքը, և փոխպատվաստել հենց նույն հիվանդին, ապա նրա օրգանիզմը չէր ընկալի այն որպես օտար մարմին ևչէր պայքարի փոխպատվաստված հյուսվածքների դեմ: Այս դեպքում կարիք չէր լինի հիվանդին գոյատևելու համար ողջ կյանքն ընդունել այդ «վտանգավոր» իմունոդեպրեսանտները։

Աշխարհի գիտնականների մի մեծ խումբ հանձն առավ այս ամբիցիոզ գաղափարի իրագործումը։ Նրանք կարողացան ապացուցել, որ դա, թեպետ դժվարին, բայց իրագործելի նպատակ է, և ստեղծեցինգիտության մի նոր ճյուղ, որն անվանակոչվեց հյուսվածքային ինժեներիա։ Մեխանիկայի, ինֆորմաֆատիկայի և այլ գիտությունների զարգացմանը զուգընթաց տեղի ունեցավ այդ գիտություններից որոշների միավորումը: Հենց այդպես էլ եռաչափ տպագրության և հյուսվածքային ինժեներիայի միավորումից առաջացավ եռաչափ բիոտպագրությունը՝ որպես հյուսվածքային ինժեներիայի ամենառաջադեմ ճյուղերից մեկը։

Վերը նշված նպատակը աշխարհում դեռև իրագործված չէ, սակայն բազմաթիվ փորձեր են արվածայդ ուղղությամբ։ Աշխարհի առաջատար գիտականներին հաջողվել է բիոտպագրության միջոցով ստանալ տարբեր հյուսվածքների և նույնիսկ օրգանների մոդելներ, որոնց մի մասը փորձարկվել է ևշարունակվում է փորձարկվել կենդանիների վրա։ Պարզ հյուսվածքների նմուշները, ինչպես օրինակ, աճառայինը, մաշկայինը, մոտ են համատարած կլինիկական կիրառմանը։ Իհարկե առավել բարդ հյուսվածքների և օրգանների դեպքում (սիրտ, լյարդ և այլն) աշխարհի գիտնականները դեռևս շատաշխատանք ունեն անելու մինչև դրանք հիվանդներին առաջարկելը։ Իր զարգացմանը զուգընթաց, սակայն, բիոտպագրությունը գտավ նաև բազմապիսի այլ կիրառումներ, օրինակ պարզվեց, որ բիոտպագրված հյուսվածքների վրա կարելի է փորձարկել նոր հայտնագործված դեղորայքը, կոսմետոլոգիական արտադրանքը և այլն, այսպիսով այս հյուսվածքները կարող են փոխարինել լաբորատոր կենդանիներին։ Բիոպրինտինգը նաևգտավ այլ կիրառություններ, օրինակ բիոտեխնոլոգիաներում և նույնիսկ խոհանոցում:

Իսկ ինչպե՞ս է աշխատում բիոտպագրությունը

Նախ անջատվում են անհրաժեշտ բջիջները, որոնք լաբարատոր պայմաններում որոշակի ժամանակ պահվում են հատուկ ինկուբատորներում։ Վերջիններս սարքեր են, որոնք ստեղծում են իրենցներսում մարդու օրգանիզմին շատ նման պայմաններ, այսպիսով՝ «համոզելով» բջիջներին, թե իբր նրանքդեռ գտնվում են օրգանիզմի ներսում։ Բջիջներին ապահովում են համապատասխան սննդանյութերով ևայլ կենսաբանական անհրաժեշտ նյութերով և բջիջները սկսում են քանակապես ավելանալ։ Սակայն, զուտ բջիջների մեխանիկական համակցությունը դեռ հյուսվածք չէ։ Նրանց պետք է ձեռք բերել որոշակի հստակ փոխդասավորություն և տեղակայվել միջբջջային նյութի մեջ։ Հետևաբար՝ համապատասխան մասնագետների կողմից նաև սինթեզվում են այն բիոմատերիալները, որոնց հետ բջիջները պետք էմիախառնվեն՝ հյուսվածքի վերածվելու համար։ Երբ ամեն ինչ պատրաստ է, գիտնականները բջիջները միախառնում են այդ նյութերի հետ և ստանում հեղուկանման մի նյութ, որը կոչվում է բիոթանաք։

Այդ բիոթանաքը տեղադրվում է բիոպրինտերի մեջ և սկսվում է ամենահետաքրքիրը։ Համակարգչի միջոցով ստացված եռաչափ կառուցվածքը ճշգրտորեն ձևավորվում է այդ թանաքի միջոցով, շերտ առշերտ ձևով։ Այսպիսով հնարավոր է դառնում ստանալ ոչ միայն հյուսվածքի կամ օրգանի երկրաչափականձևը, այլև որոշ չափով նաև կառուցվածքը։ Հեռանկարային այս տեխնոլոգիան ապագայում կկարողանա տպագրել օրգաններ՝ լուծելով բժշկության ամենակարևոր խնդիրներից մեկը։

Հնարավորություն ընձեռնելով գիտության այս խոստումնալից ոլորտում ներդրումներ ունենալ`Հայաստանում բիոտպագրությունը սկսել է զարգանալ միայն վերջին մի քանի տարվա ընթացքում՝ հայազգի բժիշկների մի հետազոտական խմբի ջանքերով։ Նրանք մշակել են իրենց եռաչափ բիոպրինտերները և հիմադրել «Ֆոլդինկը»՝ Հայաստանում եռաչափ բիոպրինտինգով զբաղվող առաջին ընկերությունը՝ Հայաստանը տեսանելի դարձնելով եռաչափ բիոտպագրության համաշխարհայինքարտեզի վրա։ Թիմի աշխատանքներին կարող եք ծանոթանալ հետևյալ հղմամբ՝ https://foldink.am:

 Հեղինակ` Անուշ Մկրտչյան