با کمک نشاسته ذرت؛

بیماری‌های مفاصل با تولید نانوروان‌کننده‌های زیستی درمان می‌شود

محققان نشان دادند که از نشاسته ذرت می‌توان نانوذرات روان‌کننده با کارایی بالا تولید کرد که برای درمان بیماری‌های مفاصل ایده‌آل است.

کد خبر: ۹۳۸۳۶۱

دوشنبه - ۱۰ خرداد ۱۴۰۰ / May 31, 2021

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، هنگامی که از روانکاری در بدن خود می‌شنوید، به احتمال زیاد بلافاصله به زانو‌ها یا آرنج خود فکر خواهید کرد، زیرا بیماری‌هایی مانند آرتروز، اختلال در روانکاری طبیعی بدن ایجاد می‌کنند. با این حال، روانکاری فقط به این مفاصل محدود نمی‌شود. فیلم‌های روانکاری از مولکول‌های زیستی در بیشتر رابط‌ها در بدن انسان وجود دارد که اصطکاک فوق‌العاده کمی را ایجاد می‌کنند و با جلوگیری از سایش در سطح رابط‌ها، عملکرد طبیعی فیزیولوژیکی را حفظ می‌کنند. بدن ما به روغن کاری در چشم، دهان، پوست، مو، دستگاه گوارش و دستگاه تولید مثل نیاز دارد. از دست دادن روغن کاری در هر یک از این اعضای بدن منجر به درد یا ناراحتی می‌شود.

طبیعت سیستم‌های روانکاری بسیار خوبی ایجاد کرده است که به محض خراب شدن روانکاری مفاصل سینوویال بیماران مبتلا به آرتروز، باید از مواد روان‌کننده زیستی یا کاملاً مصنوعی مانند روان‌کننده‌های میکرو پلیمری یا مبتنی بر نانوذرات استفاده کنند که جایگزین مواد طبیعی تخلیه شده است.

ماکرومولکول‌های هیدراته مصنوعی مانند پلی الکترولیت‌ها، پلیمر‌های زوئتریونیک و پلی ساکارید‌ها روان‌کننده‌های موثر هستند، با این حال، پلیمر‌های دارای منبع زیستی می‌توانند عملکرد پلیمر‌های مصنوعی را بهبود بخشند و برای طراحی مواد روان‌کننده پایدار بسیار مطلوب هستند.

در مطالعه اخیری که با عنوان «نانوذرات فیتوگلایکوژن مواد روان‌کننده فوق‌العاده طبیعی» در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است، کوماچوا و گروه وی در دانشگاه تورنتو، با همکاری محققانی در دانشگاه مونترال، نشان دادند که نانوذرات فیتوگلایکوژن (PhG NPs)، پلی ساکارید‌های بسیار پر شاخه استخراج شده از هسته ذرت شیرین، یک ماده روان‌کننده بسیار موثر است.

وحید ادیب‌نیا، فوق دکترا در گروه کوماچوا و اولین نویسنده این مقاله می‌گوید: «ما توانستیم نشان دهیم که نانوذرات فیتوگلایکوژن، به اندازه بهترین درشت مولکول‌های مصنوعی، دارای خاصیت روان‌کنندگی هستند. این نانوذرات به‌طور گسترده‌ای برای کاربرد‌های تحویل دارو مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. ترکیبی از ظرفیت هیدراتاسیون و قابلیت بارگذاری دارو باعث شد که ما خواص زیست روان‌سازی آن‌ها را به‌عنوان گام اولیه به‌منظور معرفی این نانوذرات به‌عنوان درمان‌های موثر برای آرتروز بررسی کنیم.»

مطالعه این تیم تحقیقاتی در دانشگاه تورنتو علاوه‌بر کشف ماده روانکار با منبع زیستی و زیست سازگار، به عمق عملکرد نانومکانیکی روانکاری توسط نانوذرات فیتوگلایکوژن می‌پردازد.

مولکول‌های آب در فیلم‌های پلیمر‌های آب دوست در دو حالت وجود دارند، یا با اتصال هیدروژنی به مولکول‌های پلیمر متصل می‌شوند یا در حالت آزاد هستند. محققان سهم مولکول‌های آب را که به زنجیره‌های پلیمری متصل هستند، از مولکول‌های آب که آزادانه منتشر می‌شوند، تفکیک کردند.

آن‌ها نشان می‌دهند که خواص فوق روان‌سازی نانوذرات فیتوگلایکوژن به هم افزایی این دو جمعیت آب بستگی دارد. بینش‌هایی که از این نتیجه به‌دست می‌آیند می‌توانند چگونگی طراحی پلیمر‌های روان‌کننده مصنوعی را تغییر دهند.

نانوذرات فیتوگلایکوژن به‌دلیل سازگاری زیستی نه تنها گزینه امیدوارکننده روغن‌کاری در محیط‌های زیستی است بلکه اصلاح شیمیایی و فیزیکی این نانوذرات نیز می‌تواند توانایی ترکیب عملکرد روانکاری عالی آن‌ها با کاربرد‌های دارویی را فراهم کند.

مهمترین و فوری‌ترین کاربرد بالقوه این سیستم نانوذرات می‌تواند برای درمان آرتروز با اهداف بهبود روانکاری و محافظت در برابر سایش در مفاصل و همچنین رساندن دارو‌ها به مفصل به‌صورت کنترل شده باشد.

آن‌ها قصد دارند عملکرد روانکاری نانوذرات فیتوگلایکوژن را روی سطوح غضروف در شرایط آزمایشگاهی آزمایش کنند. در یک مرحله دیگر، آن‌ها با تعیین کمی تغییرات در التهاب مفصل و فیبروز، اثر نانوذرات فیتوگلایکوژن دارویی را روی مفاصل آرتروز موش بالغ ارزیابی می‌کنند.

نتیجه این تحقیق، یک پلتفورم جامع تحویل دارو برای درمان آرتروز خواهد بود که علائم کوتاه مدت از طریق روانکاری و اثرات طولانی مدت اصلاح‌کننده بیماری از طریق تحویل عوامل درمانی فعال را برای بیماران فراهم می‌کند. نانوذرات فیتوگلیکوژن علاوه‌بر زیست سازگار بودن و سازگاری بالقوه، می‌توانند هر دوی این نیاز‌ها را برآورده کنند.