انتقال همزمان سیگنال الکتریکی و بیوشیمیایی به سلول‌ها توسط محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، به نقل از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، زهره دارائی نژاد دانش اموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و یکی از مجریان طرح «توسعه دوپانت‌های زیست فعال جهت طراحی داربست‌های رسانا بر پایه پلی آنیلین برای کاربرد‌های مهندسی بافت» با بیان اینکه مهندسی بافت یک روش درمانی جایگزین برای روش‌های پیوند قدیمی است، گفت: مهندسی بافت به معنی ساخت بافت جدید است که با به کارگیری تحریک‌های شیمیایی، مکانیکی، الکترومغناطیسی و توپوگرافیکی کنترل شده روی سلول‌های هدف محقق می‌شود.

وی با تاکید بر اینکه برای انتقال دقیق مکانی و زمانی این سیگنال‌ها از داربست‌های مهندسی بافت استفاده می شود، گفت: برای بافت های الکترواکتیو بدن مانند عصب، ماهیچه، قلب و استخوان طراحی داربست رسانا و انتقال سیگنال الکتریکی اهمیت زیادی دارد.

وی توضیح داد: مدار‌های بیوالکتریکی و اتصالات آن‌ها به عنوان سیگنال‌های راه دور بین سلولی عملکرده و مکانیسم‌های توسعه، حفظ و ترمیم بافت را کنترل می‌کنند؛ بنابراین از طریق به‌کارگیری تحریک الکتریکی خارجی می‌توان وظیفه‌ی این سیگنال‌های داخلی را تقلید کرد.

به گفته دارائی نژاد، داربست های الکترواکتیو تهیه شده از پلیمر‌های رسانا یک روش مستقیم برای انتقال تحریک الکتریکی به سلولها هستند و بین پلیمر‌های رسانا، پلی¬آنیلین به دلیل خواص منحصر به فردی که دارد از محبوبیت زیادی برخوردار است.

وی تاکید کرد: در پژوهش های اخیر ما سعی شده تا با جایگزین کردن دوپانت¬های زیست فعال، زیست سازگاری پلی آنیلین بهبود یابد. انتخاب دوپانت برای ساخت داربست¬های بر پایه پلی¬آنیلین می¬تواند متناسب با بافت هدف باشد.

این محقق خاطر نشان کرد: در این پژوهش از تائورین، آسکوربیک اسید و برلیان بلو برای طراحی داربست‌هایی برای مهندسی بافت عصب، استخوان و پوست استفاده کردیم و بیومولکول های به کار رفته در این داربست ها هم باعث دوپینگ پلی آنیلین می شوند و هم به عنوان یک دارو عمل کرده و با رهایش خود در محیط کشت رفتار‌های سلولی را برای مهندسی بافت مورد تنظیم می‌کنند.

به گفته دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر، به این ترتیب اثر همزمان سیگنال الکتریکی و بیوشیمیایی روی سلولها را مطالعه کردیم.

وی اضافه کرد: ما با استفاده از بیومولکول های زیست فعالی که هم قابلیت دوپ کردن پلی-آنیلین را دارند و هم به عنوان فاکتور مغذی برای سلول ها عمل می کنند، مشکل سمیت داربست¬های بر پایه پلی¬آنیلین را برطرف کردیم و خواص این پلیمر رسانا را برای کاربرد‌های زیستی بهبود دادیم.

وی با بیان اینکه پلی آنیلین یک پلیمر رسانا است که با استفاده از دوپانت های اسیدی خاصیت رسانایی پیدا می‌کنند، گفت: دوپانت های رایجی که برای این پلیمر استفاده می شوند باعث ایجاد سمیت در محیط کشت سلولی شده و کاربرد این پلیمر را برای کار‌های زیستی محدود می کنند.

وی بیان کرد: در این راستا، ما علت سمیت پلی آنیلین را مورد ارزیابی قرار دادیم و با جایگزین کردن دوپانت های اسیدی زیست¬سازگار همچون اسیدآمینه ها و ویتامین ها، نه تنها سمیت پلی آنیلین را برطرف کردیم بلکه خاصیت زیست فعالی به این پلیمر دادیم.

دارائی نژاد گفت: بیومتریال های رسانا بر پایه پلی آنیلین اصلاح شده در تمام زیرشاخه های مهندسی پزشکی از جمله مهندسی بافت، رهایش دارو، بیوسنسور و زخم پوش ها قابل استفاده است.

وی گفت: در ادامه کار روی بهبود خواص پلی آنیلین برای کاربرد‌های مختلف از جمله مهندسی بافت استخوان، عصب، پوست و ... تمرکز خواهد شد و مطالعات فاز حیوانی آغاز خواهد شد. همچنین به ساخت کامپوزیت های رسانای زیست فعال با مورفولوژی و خواص مکانیکی بهبود یافته پرداخته خواهد شد.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر افزود: پلی آنیلین اصلاح شده در این پژوهش کاربرد گسترده-ای در زمینه های مختلف مهندسی پزشکی دارد و به دلیل خواص آنتی با کتریال پلی آنیلین می-توان از آن برای ساخت زخم پوش‌ها استفاده کرد.

گفتنی است محققان طرح زهره دارائی نژاد، حورا رضاقلی، رامتین تاج الدین و استاد راهنمای آن دکتر ایمان شعبانی عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر بوده اند.