وقد واجهت كاتي فايمر، مهندسة الميكانيكا الحيوية المقيمة في كولورادو، تحدياً من قِبَل معلمها للتفكير بشكل أكبر ــ لاستخدام التقدم في الطب التجديدي من أجل “تحسين مستقبل البشرية”.
لقد شكّل هذا التحدي شرارة في فايمر. فكرت في والدتها التي ماتت بسرطان الثدي عن عمر 50 عامًا عندما كان عمر فايمر 15 عامًا فقط.
بعد مرور كل هذه العقود، لم تكن والدة فايمر بعيدة عن قلبها أبدًا. مع التقدم في الطب التجديدي والأنسجة الحيوية التي تم إنشاؤها في المختبر، كان لدى فايمر فكرة عن كيفية جلب الأمل للناجين من سرطان الثدي في جميع أنحاء العالم.
وتساءلت ماذا لو كانت هناك طريقة لطباعة مواد أنسجة الثدي الصديقة للبيئة بتقنية ثلاثية الأبعاد والتي يمكن أن تعيد الكرامة للناجيات بعد استئصال الورم، أي الإزالة المستهدفة للأنسجة السرطانية؟
وقالت فايمر البالغة من العمر 43 عاماً: “الحقيقة هي أن الكثير من النساء يجب أن يعيشن مع ما يذكرهن بالسرطان الذي يعانين منه كل يوم”. “هذا ليس جيدًا بما فيه الكفاية.” يجب أن يكون هناك طريقة أفضل.
“أنا وفريقي نعتقد أن كل امرأة لها الحق في إعادة بناء الثدي بعد علاج السرطان – وهو ما يسمح للمرأة بأن تستعيد كامل جسدها مرة أخرى.”
وقالت أيضًا إن النساء يستحقن عملية زرع لا “تأتي مع تحذير من إدارة الغذاء والدواء”، وهو إشعار صارم للسلامة تضعه إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على الغرسات الحالية للتحذير من مخاطر السرطان المحتملة.
يتم تشخيص أكثر من 300 ألف امرأة في الولايات المتحدة بسرطان الثدي كل عام، وفقا لجمعية السرطان الأمريكية. ويظل هذا السرطان واحدًا من أكثر أنواع السرطان شيوعًا – والأكثر فتكًا – بين النساء، حيث يودي بحياة حوالي 40 ألف امرأة سنويًا. في جميع أنحاء العالم، يتم تشخيص ما يقدر بنحو 2.3 مليون امرأة مصابة بسرطان الثدي، مع وفاة ما يقرب من 670 ألف امرأة بسبب هذا المرض كل عام، وفقا لمنظمة الصحة العالمية.
بالنسبة لمعظم المرضى، يتطلب العلاج استئصال الورم أو استئصال الثدي، أي إزالة الثدي بأكمله. يتم إجراء حوالي 170 ألف عملية استئصال ورم في الولايات المتحدة كل عام، ويحتاج حوالي 20٪ من النساء إلى الخضوع لإجراء ثانٍ.
حتى عندما تتم إزالة السرطان عن طريق استئصال الورم، غالبًا ما يترك الثدي ندوبًا دائمة.
وقال فايمر: “للأسف، معيار الرعاية هو علاج المرض، وليس التشوه”. “يقوم الأطباء بعمل جيد في إزالة السرطان، ولكن لسوء الحظ تُترك النساء مع وجود فجوة في ثديهن. ولها آثار نفسية هائلة على الناجين
سعيًا لإيجاد طريقة أفضل، أطلقت فايمر شركتها الناشئة في كولورادو، GenesisTissue، في عام 2024. الحل الذي ابتكرته هي وفريقها: بناء “سقالات” لأنسجة الثدي مطبوعة ثلاثية الأبعاد مصنوعة من مواد متقدمة قابلة للطباعة الحيوية وصديقة للخلايا والتي لن يرفضها الجسم. يقوم الجراحون باستخراج الخلايا الدهنية من المريض من خلال شفط الدهون، وحقن تلك الخلايا في السقالة، وبمجرد زرع هذه الخلايا تنمو في الأنسجة الطبيعية.
وقال فايمر: “الحل الأمثل هو زرع السقالة في وقت إزالة الأنسجة السرطانية”. “تحمي السقالة الدهون المحقونة من ضغوط وقوى الثدي وتستعيد شكل الثدي.”
وقالت فايمر إن عملية إعادة البناء هذه من شأنها أن تسمح لجسم المريضة بشفاء نفسه من خلاياه الخاصة، وسوف تختفي السقالة بمرور الوقت، مما يسمح للناجي بأن يصبح “كاملاً مرة أخرى”. وأضافت أنها قد تسمح لجراحي الثدي بلعب دور في إعادة البناء، إلى جانب إزالة السرطان.
سيتم تخصيص كل حالة لكل مريض على حدة من خلال عمليات المسح بالكمبيوتر التي توفر تفاصيل دقيقة حول حجم الورم، ثم يتم إرسال تلك البيانات إلى طابعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء سقالة صديقة للبيئة.
“إنه مخطط مسبقًا وحجمه يناسب المريض. قال فايمر: “نحن لا نأخذ مكونًا جاهزًا ونجبره على ملاءمته”. “ليس هناك خطر الرفض على المدى الطويل، ولا داعي للقلق بشأن وجود هذا الجسم الغريب في ثديك. لقد تركت للتو مع الأنسجة الخاصة بك
التكنولوجيا الخاصة بها ليست متاحة تجاريا بعد. أظهرت البيانات الموضوعة على الطاولة والبيانات قبل السريرية الأولية نتائج واعدة تأمل أن تؤدي إلى تجارب سريرية.
وقالت: “في جينيسيس تيسو، نحن نعمل كل يوم للنضال من أجل الناجيات من سرطان الثدي وحقهن في إعادة بناء الثدي الذي يتجدد في أنسجة الثدي الخاصة بهن – ويستمر مدى الحياة”.
يوجد حاليًا نوعان من غرسات الثدي المعتمدة للبيع في الولايات المتحدة: المملوءة بالمحلول الملحي والمملوءة بهلام السيليكون. أصدرت إدارة الغذاء والدواء في عام 2020 تحذيرًا حول كيف أن “زراعات الثدي لا تعتبر أجهزة مدى الحياة” و”ارتبطت زراعة الثدي بتطور سرطان في الجهاز المناعي يسمى سرطان الغدد الليمفاوية الكشمي ذو الخلايا الكبيرة المرتبط بزراعة الثدي”.
وقالت فايمر إن شعارها الشخصي هو أن المجال الطبي يجب أن “يتوقف عن زرع المواد الصناعية في الثدي البشري”، خاصة في الوقت الذي يحقق فيه مجال الطباعة الحيوية والطب التجديدي خطوات هائلة في رعاية المرضى.
وشملت الإنجازات في السنوات الأخيرة مريضا في كوريا الجنوبية يتلقى قصبة هوائية مطبوعة ثلاثية الأبعاد مصنوعة من الغضروف والبطانة المخاطية في عام 2024. وفي جامعة كاليفورنيا سان دييغو، يعمل الباحثون على تطوير “كبد وظيفي خاص بالمريض باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد”. تلقى الباحثون في جامعة ولاية بنسلفانيا في عام 2025 منحة فيدرالية بقيمة 3 ملايين دولار لاستخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد “لاستخدام الخلايا الحية والمواد الحيوية لبناء هياكل تشبه الأنسجة
وفي مجال أنسجة الثدي، يدرس الباحثون في جامعة هارفارد طرق الاستفادة من الطباعة ثلاثية الأبعاد لصنع أنسجة وعائية لإعادة بناء الثدي، كما فعل الباحثون في شركة Lattice Medical الفرنسية للتكنولوجيا الطبية والمبتكر الأسترالي أناند ديفا.
تعترف فايمر بأنها ليست الباحثة الأولى في هذا المجال. وهي تعتقد أن الجميع – العلماء والمهندسين والباحثين – يخوضون سباقًا مشتركًا لأن الطلب والحاجة أمران بالغ الأهمية.
قالت: “إنها حركة الآن”.
لقد كان فايمر في طليعة التخطيط الجراحي المتقدم والنمذجة التشريحية، باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد منذ عام 2007، أولاً في شركة تدعى Medical Modeling ثم في 3D Systems. وباعتبارها مهندسة ميكانيكية حيوية، فقد ساعدت في توجيه الجراحين في عدد لا يحصى من العمليات الجراحية، وطباعة النماذج التي توفر دقة أفضل في غرفة العمليات وتحسين حياة المرضى. أشهر حالة عملت عليها كانت عملية فصل جادون وأنياس ماكدونالد، التي استغرقت 27 ساعة، وهما توأم ملتصق في الرأس، والتي وثقتها شبكة سي إن إن عام 2016.
الدكتور أورين تيبر، جراح التجميل الشهير الذي كان رائدًا في حالة التوأم، يعرف فايمر منذ عقدين من الزمن وعمل معها في العديد من العمليات الجراحية.
قال تيبر، الأستاذ المساعد في الجراحة التجميلية في كلية ألبرت أينشتاين للطب والمتخصص في الابتكار الجراحي ثلاثي الأبعاد وتجديد الأنسجة: “إنها واحدة من أكثر مهندسي الطب الحيوي موهبة الذين قابلتهم على الإطلاق”. “إنها الشخص المثالي لقيادة هذه الجبهة.” خبرتها لا تقتصر على الطباعة ثلاثية الأبعاد فحسب، بل في تطبيق هذه التكنولوجيا بطريقة تترجم حقًا إلى غرفة العمليات ورعاية المرضى.
مثل معظم التقنيات الطبية الرائدة، تظل أكبر العقبات في هذه المرحلة هي العملية التنظيمية للحصول على موافقة إدارة الغذاء والدواء. تستمر الاختبارات والأبحاث الصارمة، لكن تيبر قال إن التكنولوجيا التي يعمل عليها فايمر ستكون بمثابة “تغيير لقواعد اللعبة” في عالم إعادة بناء الثدي.
تم إرشاد فايمر من قبل تشارلز هال، مخترع الطباعة ثلاثية الأبعاد والرئيس التنفيذي للتكنولوجيا في شركة 3D Systems، الشركة التي أسسها في عام 1986. وقد شجع فايمر وغيره من المهندسين في عام 2021 على تجاوز حدود الاختراع – لاستخدام عقولهم لخدمة البشرية بطريقة كبيرة.
وقال هال، البالغ من العمر 86 عامًا، إنه فخور بأن فايمر استجاب لندائه. وقال إنه لم يتفاجأ لأنها “صنعت مهنة من خلال مساعدة الناس”.
وقال هال لشبكة CNN: “باعتباري أب الطباعة ثلاثية الأبعاد، لقد كان شرفًا لي أن أرى مهندسًا من عيار كاتي يأخذ اختراعي الأولي ويستخدمه بطريقة جديدة نأمل أن تفيد النساء في جميع أنحاء العالم في المستقبل غير البعيد”.
عندما يأتي ذلك الوقت، تعتقد فايمر أنها ستكرم الأم التي فقدتها في وقت مبكر جدًا، المرأة التي اشتاقت إلى حكمتها وتوجيهاتها منذ وفاتها في عام 1998.
وقالت: “إن حياتها ومرضها ونكرانها كإنسان هي سبب كبير يجعلني أعتقد أن الابتكار مهم”. “الآن فقط، بعد مرور ما يقرب من 30 عامًا، يمكنني أن أنظر إلى الوراء وأرى كيف أثرت رحلتها مع السرطان على مسيرتي المهنية.”
لقد كان فقدان والدتها “لحظة تحويلية”؛ وتأمل فايمر الآن أن تؤدي رحلتها إلى تغيير تحويلي للنساء في كل مكان.
