موفقيت محققان ايراني درترميم استخوان‌هاي آسيب‌ديده به كمك فناوري نانو

به گزارش ايرنا از ستاد توسعه فناوري نانو، مهندسي بافت علمي است كه با به كارگيري روش‌هاي نوين به توليد بافت‌هاي بدن به‌منظور ترميم آسيب‌ديدگي آن‌ها مي‌پردازد به اين صورت كه با ساخت داربست‌هاي سه‌بعدي به شكل بافت‌هاي مختلف بدن و اعمال سلول‌هاي قابل رشد درون آن‌ها، زمينه‌ رشد سلول‌ها در محيط بدن را فراهم مي‌آورند.
ترميم بافت‌هاي استخواني يكي از مهم‌ترين شاخه‌هاي اين علم بشمار مي‌رود كه تاكنون تحقيقات گسترده‌اي در اين زمينه انجام‌ شده است.
'مهدي سادات شجاعي' مجري طرح با اشاره به گام‌هاي مهم برداشته شده به‌سوي استفاده از مهندسي بافت جهت درمان آسيب‌هاي شديد اسكلتي به‌صورت كلينيكي گفت: هدف از انجام اين طرح، توليد و معرفي يك داربست استخواني است كه عملكرد آن از نقطه نظرهاي خواص مكانيكي، زيست سازگاري، زيست فعالي و قابليت بازسازي استخوان نسبت به نمونه‌هاي مشابه بهبود يافته است.
وي در رابطه با خصوصيات برتر اين داربست استخواني نانوكامپوزيتي توضيح داد: ساختار جديد معرفي شده در طرح حاضر، اين قابليت را دارد كه تعداد بسيار بيشتري از سلول‌هاي استخواني را در حجم كم جاي دهد، به‌علاوه كه خواص مكانيكي داربست‌هاي سنتي را نيز داراست و بر همين اساس، از كارايي بيشتري براي بازتوليد بافت طبيعي استخوان برخوردار است.
هيدروژل‌هاي پروتئيني به دليل خواص مكانيكي بسيار ضعيف عموماً تنها براي ترميم بافت‌هاي نرم مورد توجه هستند. با اين حال اين مواد خواص بي‌نظيري از قبيل برهمكنش عالي با سلول‌ها و توانايي كپسوله كردن تعداد بسيار زيادي سلول را در حجم كم دارا هستند.
نتيجه حاصل از اين طرح يك داربست سه‌بعدي نانوكامپوزيتي متشكل از نانوذرات استخواني، هيدروژل پروتئيني و نانوالياف پليمري است.
در واقع نانوالياف كامپوزيتي پليمري نقش استحكام‌بخشي مكانيكي را ايفا كرده و هيدروژل پروتئيني خواص زيستي داربست را تأمين مي‌كند.
سادات شجاعي روند دست‌يابي به اهداف مورد نظر اين پژوهش را اينچنين عنوان كرد: ابتدا نانوذرات استخواني (هيدروكسي آپاتيت) با قابليت زيست سازگاري و زيست فعالي بالا با روشي بهينه سنتز شدند تا بتوان از آن‌ها براي ساخت داربستي زيست فعال استفاده كرد.
وي افزود: در ادامه يك هيدروژل پروتئيني با روش‌هاي شيميايي خاص اصلاح شده، تا قابليت ايجاد پيوندهاي عرضي در مولكول‌هاي پروتئين ايجاد شود.
به گفته اين محقق، در اين طرح پژوهشي همچنين براي شبيه‌سازي هر چه بيشتر داربست استخواني به ECM طبيعي انسان، با به‌كارگيري روش الكتروريسي، يك لايه نانوكامپوزيتي الكترويس شده از يك پلي‌استر و نانوذرات استخواني تهيه شد و در نهايت يك قطعه سه‌بعدي پيچيده‌ي متشكل از هيدروژل پروتئيني اصلاح شده، نانوذرات استخواني و لايه‌ نانوكامپوزيتي الكتروريس شده توليد شد و آزمون‌هاي مربوطه جهت ارزيابي عملكرد اين قطعه صورت گرفت.
بر اساس نتايج تحليل‌هاي سلولي، سلول‌هاي استخواني به مرور زمان تشكيل يك شبكه سه‌بعدي را در سرتاسر ساختار كامپوزيتي مي‌دهند كه نتيجه‌ مستقيم آن تسريع در روند بهبود استخوان آسيب ديده خواهد بود.
به‌علاوه، به دليل حضور نانوذرات زيست فعال توزيع شده در لايه‌هاي داربست، ايجاد جوانه‌هاي استخواني در زماني كوتاه ميسر شده است.
اين تحقيقات حاصل تلاش‌هاي دكتر 'مهدي سادات شجاعي' عضو هيأت علمي دانشگاه شيراز و دكتر 'محمدتقي خراساني' و دكتر 'احمد جمشيدي' اعضاي هيأت علمي پژوهشگاه پليمر است.
نتايج اين كار در مجله‌ Chemical Engineering Journal (جلد 289، سال 2016، صفحات 38 تا 47) به چاپ رسيده است.
علمي**1055