ساخت داربستی برای بافت لیفی دیسک بین مهره‌ای توسط محققان امیرکبیر

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا، دیسک بین مهره‌ای به حرکت، تحمل وزن و انعطاف پذیری ستون فقرات کمک می‌کند. دیسک بین مهره‌ای یک بافت غضروفی و لیفی است که از دو بخش هسته دیسک و حلقه لیفی تشکیل شده است. روش معمول برای کاهش درد کمر، جایگزینی دیسک مصنوعی است. اگرچه دیسک‌های مصنوعی حفظ حرکات و ارتفاع فضای دیسک را تسهیل می‌کنند اما ممکن است باعث سایش شوند که سبب پوکی استخوان و دیگر اثرات زیان‌آور می‌شود.

الهام رحیم طرقی دانش آموخته دکترای دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «طراحی، مشخصه یابی مکانیکی و ساخت داربست ژلاتین تقویت شده با نخ PLLA برای بافت لیفی دیسک بین مهره ای» در خصوص این طرح توضیح داد: به عنوان یک جایگزین برای این رویکرد، ساختارهای دیسک بین مهره‌ای مهندسی بافت شده، مزایای زیستی را در حالی که به حفظ ویژگی‌های ضروری حرکت طبیعی و ترمیم فضای دیسک می‌پردازند، ارائه می‌دهند.

وی با بیان اینکه ساختار بافت هسته دیسک و حلقه لیفی چالش بزرگی برای مهندسی بافت دیسک بین مهره‌ای است، گفت: روش‌های ساخت حلقه لیفی مهندسی بافت شده با تقلید از الیاف کلاژن بافت‌های طبیعی، را می‌توان به عنوان ترمیم بافت دیسک بین مهره‌ای دانست چرا که یکی از علل آسیب دیسک بین مهره‌ای، از دست رفتن شکل این الیاف است.

به گفته رحیم طرقی، روش الکتروریسی می تواند بافت‌های مهندسی شده و با بازسازی قابل توجه و ساختار چند لایه‌ای با الیاف منظم و خواص مکانیکی مناسب، را تولید کند.

وی با بیان اینکه مطالعاتی بر روی داربست های تقویت شده با الیاف انجام شده ولی مطالعات اندکی بر روی داربست‌های تقویت شده با نخ صورت گرفته که حاکی از افزایش مقاومت مکانیکی داربست برای بافت‌های مختلف بوده است، گفت: همچنین نخ الکتروریسی می‌تواند مناسب برای کاربرد در بازسازی بافت‌های رشته‌ای بدن مانند دیسک بین مهره‌ای باشد.

این محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر ادامه داد: نوآوری در این پروژه ساختار متفاوت داربست به صورت کامپوزیتی و کاربرد آن برای بافت لیفی دیسک بین مهره‌ای است. همچنین، بررسی خواص مکانیکی ساختارهای مختلف هیدروژل تقویت شده با نخ صورت گرفت و در ادامه با مدل های ریاضی کامپوزیتی مقایسه شد تا بتوان مدلی برای تخمین زدن خواص مکانیکی انتخاب کرد.

رحیم طرقی گفت: روش‌های ساخت حلقه لیفی مهندسی بافت شده با تقلید از الیاف کلاژن بافت‌های طبیعی، را می‌توان به عنوان ترمیم بافت دیسک بین مهره‌ای دانست. بخش لیفی دیسک بین مهره ای از ماده زمینه و الیاف کلاژن ساخته شده است.

وی با بیان اینکه در نظر داشتند داربستی با ساختاری مشابه با ساختار بافت لیفی دیسک بین مهره ای طراحی کنند، گفت: از آنجا که روش الکتروریسی می تواند بافت‌های مهندسی شده و با بازسازی قابل توجه و ساختار چند لایه‌ای با الیاف منظم و خواص مکانیکی مناسب، را تولید کند، بر این فکر شدیم تا از این روش برای ساخت داربست مورد نظر استفاده کنیم.

به گفته این محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر، در نهایت داربست ژلاتینی تقویت شده با نخ الکتروریسی PLLA تهیه شد و خواص آن مورد بررسی قرار گرفت.

وی اضافه کرد: نتایج این تحقیق نشان داد که، افزودن نخ‌های نانوالیافیِ الکتروریسی به هیدروژل خالص، تخلخل و تورم را کاهش می دهد، در حالی که باعث افزایش استحکام کششی و مدول الاستیک می شود.

رحیم طرقی با اشاره به بخش دیگر این آزمایش گفت: آزمایش‌های سلولی نیز نشان داد که سلول‌ها چسبندگی، تکثیر و بیان بهتری روی سطح هیدروژل تقویت‌شده با نخ نسبت به هیدروژل خالص داشتند؛ بنابراین، با توجه به بهبود خواص مکانیکی و سلولی، هیدروژل تقویت شده با نخ در مقابل هیدروژل خالص، قابلیت استفاده به عنوان داربست جدید برای بافت لیفی شکل دیسک بین مهره ای را دارد.

وی خاطر نشان کرد: در ادامه قرار بر این است که، خواص مکانیکی داربست به طور مفصل تر و در شرایط نزدیک به شرایط واقعی بدن انسان بررسی شود. همچنین آزمون های حیوانی برای این داربست انجام پذیرد.

این طرح طبق اعلام دانشگاه صنعتی امیرکبیر، در راستای ترمیم و بازسازی بافت لیفی شکل دیسک بین مهره ای انجام گرفته است. طرح کاملا جدید و نو بوده و نمونه داخلی یا خارجی ندارد. همچنین این طرح یک داربست پلیمری است که از ترکیب پلیمر طبیعی ژلاتین و پلیمر مصنوعی PLLA ساخته شده است.