ساخت داربست استخوانی با ساختار جدید برای درمان سریع صدمات بزرگ

مهندسان زیست‌شناسی نوعی استخوان انعطاف‌پذیر (hyperelastic bone) را ایجاد کرده‌اند که می‌تواند سرعت بهبودی صدمات وارده به استخوان‌ها را افزایش دهد.

کد خبر: ۵۶۹۱۸۳

يکشنبه - ۲۸ آذر ۱۳۹۵ / December 18, 2016

اخبار دانشگاهی را از «کانال اخبار دانشگاهی SNN.ir» دنبال کنید

به گزارش خبرنگار دانشگاه خبرگزاری دانشجو، مهندسان زیست شناسی نوعی استخوان انعطاف‌پذیر (hyperelastic bone) را ایجاد کرده‌اند که میتواند سرعت بهبودی صدمات وارده به استخوانها را افزایش دهد.

استخوانهای شکسته و یا ازدست رفته معمولا با اتوگرافت (autograft) جایگزین میشوند؛ یعنی اگر به هر دلیلی بیمار قسمتی از استخوانهایش را از دست بدهد، استخوانهای دیگر بدن خود بیمار جایگزین می شود. در این عمل، مشکل رد پیوند وجود ندارد، اما تنها بخشهای خاصی از استخوانها به عنوان اتوگرافت قابل‌ استفاده هستند. همچنین این عمل جراحی بسیار دشوار و روند بهبودیِ بیمار، دردناک و کند خواهد بود. @zist_fan

گزینه ی بعدی برای جایگزینی استخوان، ایجاد داربستی است که سلولهای بنیادی بتوانند بر روی آن رشد و تمایز پیدا کنند. این داربستها هم از مواد طبیعی و هم از مواد مصنوعی تهیه شده و مانند اسکلت یک بنای ساختمانی عمل میکنند. زمانی که داربستها در بدن قرار میگیرند، سلولهای بنیادی به آنها متصل شده و شروع به تمایز یافتن میکنند؛ اما کیفیت این تمایز به عوامل مختلفی از جمله نوع ماده تشکیل دهنده داربست بستگی دارد. یک مدل از این داربستها از نوعی سرامیک حاوی کلسیم فسفات ساخته میشود، اما این داربست سفت و شکننده بوده و جایگذاری آن در بدن انسان دشوار است. به علاوه از نظر سیستم ایمنی بدن ناشناخته محسوب شده و درنتیجه سلولهای بنیادی اجازه رشد پیدا نخواهند کرد.

محققان در دانشگاه نورث وسترن در ایالت ایلی نویز موفق به کشف داربستی شدند که فاقد مشکلات ذکر شده است. این داربست از هیدروکسی آپاتیت تشکیل شده که به طور طبیعی در استخوان و مینای دندان وجود دارد. همچنین در این داربست از یک پلیمر زیست سازگار به نام پلی کاپرولاکتون و نوعی حلال استفاده شده است. وجود هیدروکسی آپاتیت استحکام لازم را تامین نموده به علاوه سلولهای بنیادی توان رشد بر روی آن را دارند. پلی کاپرولاکتون باعث ایجاد انعطاف پذیری شده و حلال سه لایه استخوان را به هم میچسباند.

برای آزمایش کارآمدی داربست تهیه شده، گروه تحقیقاتی داربست را در محل اتصال دو مهره در ستون فقرات موش جایگذاری کردند با این هدف که آیا مواد مورد استفاده در داربست توانایی قفل کردن دو مهره مجاور را برای درمان آسیب نخاعی دارد یا خیر؟ هشت هفته بعد از جایگذاری داربست، رگهای خونی به سمت داربست رشد پیدا کرده و استخوان کلسیفیه با استفاده از سلولهای بنیادی موش شروع به شکل گرفتن کرده بود.

همچنین محققان از این داربست برای تعمیر جمجمه آسیب دیده در میمون استفاده کردند و بعد ۴ هفته استخوان کلسیفیه به همراه رگهای خونی تشکیل شده بود. جالب توجه این است که میمون آسیب دیده طی روند آزمایش هیچ علائمی از التهاب یا عفونت نشان نداد، درحالیکه ایمپلنتهای مصنوعی بسیاری از این علائم را ایجاد میکنند. @zist_fan

استفاده از این داربست در بدن انسان نیاز به تکرار آزمایشها دارد ولی در صورت موفقیت، پیشرفت زیادی در درمان بیماریهای استخوانی و جراحی پلاستیک به وجود خواهد آمد.