موفقیت محققان دانشگاه شیراز در ترمیم آسیب های استخوانی+ فیلم

محققان دانشگاه شیراز در پژوهشی آزمایشگاهی، نانوکامپوزیت پروتئینی را تولید کرده اند که می توان از آن برای ترمیم بافت های استخوانی آسیب دیده استفاده کرد.

به گزارش خبرگزاری صداو سیما ، مهدی سادات شجاعی مجری طرح گفت: این نانوکامپوزیت پروتئینی یک قطعه سه بعدی است که با قرار گرفتن در محل آسیب دیده استخوانی موجب رشد سلول های جدید استخوانی و تخریب تدریجی بافت های پلمیری جایگزین می شود و پس از گذشت 6 ماه تا یکسال به ترمیم بافت اسیب دیده منجر می شود.

این محقق کشورمان افزود: هدف از این طرح، تولید و معرفی یک داربست استخوانی است که با خواص مکانیکی زیست سازگاری موجب بازگشت توانایی بیمار شود و با استفاده از هیدروژل ها و نانوذرات قابلیت زیست فعالی و بازسازی استخوان را هم داشته باشد.

سادات شجاعی باتاکید بر اینکه پیش از این هم تلاش هایی برای تولید مواد زیست فعال صورت گرفته است، گفت: ساختار جدید معرفی شده، این قابلیت را دارد که تعداد بسیار بیشتری از سلول های استخوانی را در حجم کم جای دهد ضمن آنکه خواص مکانیکی داربست های سنتی را نیز داراست و بر همین اساس، از کارایی بیشتری برای بازتولید بافت طبیعی استخوان برخوردار است.

وی با اشاره به اینکه مهندسی بافت دانشی جدید با عمر کمتر از 25 سال در دنیا است و مهندسی بافت استخوان هم عمری کمتر دارد، افزود: هیدروژل های پروتئینی به دلیل خواص مکانیکی بسیار ضعیف تنها برای ترمیم بافت های نرم مورد توجه هستند و با این حال این مواد خواص بی نظیری از قبیل برهمکنش عالی با سلول ها و توانایی کپسوله کردن تعداد بسیار زیادی سلول را در حجم کم دارا هستند.

سادات شجاعی روند دست یابی به اهداف مورد نظر این پژوهش را اینچنین عنوان کرد: ابتدا نانوذرات استخوانی (هیدروکسی آپاتیت) با قابلیت زیست سازگاری و زیست فعالی بالا با روشی بهینه سنتز شدند تا بتوان از آن ها برای ساخت داربستی زیست فعال استفاده کرد.

وی افزود: در ادامه یک هیدروژل پروتئینی با روش های شیمیایی خاص اصلاح شده، تا قابلیت ایجاد پیوندهای عرضی در مولکول های پروتئین ایجاد شود.

دکتر سادات شجاعی ادامه داد: در این طرح پژوهشی همچنین برای شبیه سازی هر چه بیشتر داربست استخوانی به ECM طبیعی انسان، با به کارگیری روش الکتروریسی، یک لایه نانوکامپوزیتی الکترویس شده از یک پلی استر و نانوذرات استخوانی تهیه شد و در نهایت یک قطعه سه بعدی پیچیده متشکل از هیدروژل پروتئینی اصلاح شده، نانوذرات استخوانی و لایه نانوکامپوزیتی الکتروریس شده تولید شد و آزمون های مربوطه جهت ارزیابی عملکرد این قطعه صورت گرفت.

این محقق افزود:بر اساس نتایج تحلیل های سلولی، سلول های استخوانی به مرور زمان تشکیل یک شبکه سه بعدی را در سرتاسر ساختار کامپوزیتی می دهند که نتیجه مستقیم آن تسریع در روند بهبود استخوان آسیب دیده خواهد بود ونتیجه حاصل از این طرح یک داربست سه بعدی نانوکامپوزیتی متشکل از نانوذرات استخوانی، هیدروژل پروتئینی و نانوالیاف پلیمری است و در واقع نانوالیاف کامپوزیتی پلیمری نقش استحکام بخشی مکانیکی را ایفا کرده و هیدروژل پروتئینی خواص زیستی داربست را تأمین می کند.

مهندسی بافت علمی است که با به کارگیری روش های نوین به تولید بافت های بدن به منظور ترمیم آسیب دیدگی آن ها می پردازد به این صورت که با ساخت داربست های سه بعدی به شکل بافت های مختلف بدن و اعمال سلول های قابل رشد درون آن ها، زمینه رشد سلول ها در محیط بدن را فراهم می آورند.

ترمیم بافت های استخوانی یکی از مهم ترین شاخه های این علم بشمار می رود و تاکنون تحقیقات گسترده ای در این زمینه انجام شده است.

این تحقیقات حاصل تلاش های دکتر 'مهدی سادات شجاعی' عضو هیأت علمی دانشگاه شیراز و دکتر 'محمدتقی خراسانی' و دکتر 'احمد جمشیدی' اعضای هیأت علمی پژوهشگاه پلیمر است.

نتایج این کار در مجله Chemical Engineering Journal (جلد 289، سال 2016، صفحات 38 تا 47) به چاپ رسیده است.