پژوهشگران دانشگاه امیرکبیر با همکاری دانشگاه تهران داربست حاوی مواد معدنی برای ترمیم استخوان‌های آسیب دیده معرفی کردند.
به گزارش پایگاه خبری روند بازار به نقل از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، نتایج آزمایشات نشان داد که داربست حاوی مواد معدنی منجر به ترغیب سلولها و تمایز به سمت سلولهای استخوان ساز شده است.
مریم عطایی، مجری این طرح پژوهشی گفت: یکی از اهداف اصلی مهندسی بافت جداسازی سلولها و رشد آنها بر یک داربست سه بعدی تحت شرایط کنترل شده است و در نهایت محصول تولید شده به محل مورد نظر در بدن بیمار انتقال داده و داربست با گذشت زمان دچار تخریب می شود.
وی یکی از مزایای این روش را نیاز کمتر بیمار به اعمال جراحی و کاهش طول دوره بهبودی عنوان کرد.
این پژوهشگر تاکید کرد: بافت استخوان مهندسی شده با توجه به عدم محدودیت در استفاده و عدم انتفال بیماری به عنوان جایگزین مطلوب برای پیوندهای استخوانی معمول محسوب می‌شوند، چراکه هدف مهندسی بافت استخوان، القای بازسازی استخوان از طریق ترکیب سلولها، بایومتریال ها و فاکتورهای رشد است.
عطایی با بیان اینکه پیوندهای استخوانی به طور گسترده برای بهبود ترمیم و بازسازی استخوان به کار برده می شوند، گفت: ترمیم نواقص استخوانی با استفاده از مهندسی بافت، روش بهینه‌ای بشمار می آید زیرا فرایند ترمیم با بافت خود بیمار انجام می پذیرد و با گذشت زمان بازسازی بافت تکمیل می شود.
وی اظهار داشت: نتایج تحقیقات نشان می دهد که درمانهای کلینیکی رایج برای ترمیم استخوان، دارای محدودیت ها و پیچیدگیهای زیادی است که این درمانها شامل پیوند عضو به صورت آلوگرافت و اتوگرافت است.
این پژوهشگر با تاکید بر اینکه امروزه اتوگرافت ها به عنوان یک استاندارد طلایی برای پیوندهای استخوانی معرفی شده اند، افزود: این روش دارای ترکیبات لازم برای القای استخوانی، استخوان سازی و هدایت استخوانی است، هرچند که اتوگرافتها نیازمند برداشت استخوان از بیمار و جراحی مجدد هستند.
عطایی عنوان کرد: اینگونه پیوند استخوان گرانقیمت بوده و نیز باعث ایجاد جراحت، جای زخم و سایر عوارض در بدن فرد اهدا کننده می شود ضمن آنکه ریسک عمل جراحی به دلیل خونریزی، تورم، عفونت و دردهای مزمن بالا است.
وی گفت: این مطالعات با عنوان «طراحی و ساخت داربست های هیبریدی نانولیفی بر پایه پلی لاکتاید و آلجینات به منظور ارزیابی رفتار و زیستایی سلول های بنیادی اجرایی شده است.
این محقق هدف از این پروژه را طراحی داربست هیبریدی و نانولیفی بر پایه پلی لاکتاید و آلجینات با استفاده از رسوبات معدنی هیدروکسی آپاتیت، جزء معدنی استخوان طبیعی ذکر کرد که بتوان با استفاده از نمونه حاصل به ترمیم آسیبهای استخوانی کمک کرد و جایگزین مناسبی برای روشهای یاد شده بدست آورد.
به گفته عطایی داربستهای نانولیفی تهیه شده از روش الکتروریسی بدلیل داشتن نسبت سطح به حجم بالا، تخلخل بالا در سایز نانو که در مقایسه با ابعاد ماکرو و میکرو، «میانکنش» سلولی بهتری ایجاد می کنند از این رو انتخاب مناسبی برای مهندسی بافت استخوان است و ضمن آنکه می توانند ماتریس خارج سلولی استخوان طبیعی را به خوبی تقلید کنند.
وی گفت: برای این منظور ابتدا لازم بود که بتوانیم نانو الیاف مناسبی از محلول های پلیمری پلی لاکتاید و آلجینات بدست آوریم که در این راستا شرایط متفاوت الکتروریسی، دما، ولتاژ و نرخ ترریق برای هر محلول آزمایش شد و برای الکتروریسی آلجینات از یک پلیمر سنتزی و زیست سازگار، پلی اتیلن اکساید، استفاده شد که نسبتهای مختلفی از محلول پلیمری یاد شده در محلول آلجینات مورد آزمایش قرار گرفت.
این محقق گفت: پس از تعیین شرایط بهینه برای الکتروریسی، سه گروه داربست «خالص پلی لاکتاید»، «هیبریدی پلی لاکتاید و آلجینات» و «هیبریدی پلی لاکتاید و آلجینات حاوی بلورهای هیدروکسی آپاتیت در سطح» تهیه شد که با استفاده از روش غوطه وری در محلول شبیه سازی شده بدن و قرار گیری به مدت ۱۰ روز در دمای ۳۷ درجه سانتیگراد بدست آمد.
عطایی افزود: به منظور عدم انحلال نمونه های حاوی نانوالیاف آلجینات، قبل از قرارگیری نمونه ها در محلول شبیه سازی شده بدن، عملیات پایدارسازی دو مرحله ای نمونه های حاوی آلجینات صورت گرفت.
وی با بیان اینکه نمونه ها برای بررسی ریز ساختار و یا تایید تشکیل بخش معدنی، تحت آزمونهای مختلف قرار گرفتند، عنوان کرد: در نهایت سازگاری نمونه ها با محیط زیستی مورد بررسی قرار گرفت که این آزمون با کشت سلولهای بنیادی مزانشیمی بر سطح داربست ها صورت گرفت و میزان زیست سازگاری نمونه ها با یکدیگر مقایسه شدند.
این محقق اظهار داشت: در خلال این آزمون دیده شد که در نمونه هیبریدی حاوی جز معدنی نسبت به سایر نمونهها، روند تکثیر سلولی کند بود که علت این امر تمایل سلولهای بنیادی به تمایز بر سطح داربست یاد شده بود که منجر به افزایش تمرکز هسته سلولی بر تمایز استخوانی نسبت به تکثیر می شود.
به گفته وی در نمونه هیبریدی ترغیب سلولها به تمایز به سمت سلول های استخوان ساز شده و در نهایت، برای استفاده در مهندسی بافت استخوان پیشنهاد داده شد.
این محقق خاطرنشان کرد: نمونه معرفی شده می تواند جایگزین مناسبی برای روشهایی چون استفاده از اتوگرفتها، آلوگرفتها و زنوگرفتها باشد و از طرف دیگر می توان از سلولهای بنیادی بدن خود فرد استفاده کرد تا خطر رد ایمنی را از بین برد.
به گفته عطایی این پروژه تحقیقاتی به راهنمایی ایمان شعبانی از دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مشاوره احسان سیدجعفری از گروه بیوتکنولوژی دانشگاه تهران اجرا شده است.