از اهداف اصلی پزشکی ترمیمی(Regenerative Medicine) بازگرداندن بافت زنده از دست رفته و یا آسیب دیده می‌باشد. این تخصص، یک حوزه کامل میان رشته‌ای از علوم مختلف را پوشش می‌دهد. در واقع فقط با پیشرفت‌های اخیر در درمان سلول های بنیادی، مهندسی زیستی و فناوری نانو، امکان پرداخت و گسترش این حوزه فراهم گردید.

درحال حاضر تکنیک‌های ساخت در مقیاس نانو، این امکان را برای محققان بوجود آورده تا ساختارهای نانو الیاف را برای درمان‌ها و پزشکی ترمیمی ارایه نمایند. روش دقیق این کار به ماهیت نسج بستگی دارد، اما به طور کلی از این ساختارها و یا داربستها برای هدایت رویش نسوج جدید بهره‌برداری می‌شود. در واقع این رشد با بذرپاشی سلولهای بنیادی آغاز می‌شود.

نانو الیافها برای پزشکی ترمیمی

نانوالیاف‌های الکترو اسپان(Electrospun)

بیشتر نانو الیاف‌هایی که در پزشکی ترمیمی کاربرد دارند، به کمک روشهای الکتروریسی (electrospinning) تولید می‌گردند. این فرایند، یک روش با ثبات خوب بوده که می‌توان بر روی مشخصات ورقها و مِشهای الیاف‌های ایجادی هم کنترل لازم را اعمال نمود. طیف وسیعی از الیاف‌های طبیعی و مصنوعی به این شکل قابلیت تولید دارند.

با اینکه نانو الیاف‌ها مانند یک چارچوب بیولوژیکی قابل کاربرد هستند، اما درحالت درمانی، تنها برای پشتیبانی‌های دوبعدی کاربرد دارند. در واقع حفره‌ها در ساختار سه بعدی مِشها به‌ قدری کوچک هستند که امکان حفاظت از رویش سلول را ندارند.

البته در این خصوص بررسی‌هایی درخصوص استفاده از متخلخل‌ها در فرایند الکترو اسپان صورت گرفته است. نتایج نشان می‌دهد ناخالص سازهای دوپانت (dopant) حفره‌های بزرگتری در ساختار نانو حفره ها تولید می‌کنند.

نانو الیافهای پپتید خود سازنده

نوع دیگری از نانو الیافها که در پزشکی ترمیمی دارای اثرات مشخص می‌باشند، از پپتیدهایی (Peptides) ساخته می‌شوند که خود به خود شبکه‌های پایداری از نانوالیاف را تشکیل می‌دهند. این امر بر اثر فعل و انفعالات بین مناطق آبگریز و آب دوست از زنجیره پپتید انجام می گردد.

این نانو الیاف پپتیدی را می‌توان به شکل کاربردی بوسیله ترمینال‌های مولکولی خاص تولید نمود. بدین شکل با اضافه کردن قابلیت‌های اضافی مانند گیرندگی بیشتر پپتیدها یا افزایش هورمونهای رشد، خودسازی آنها را تقویت می‌نماییم.

کاربردها در مهندسی بافتها

جمع بندی نیازهای دقیق داربست‌های نانوالیافی که می‌خواهد بکار رود، به نوع بافتی که در حال تکامل بوده بستگی دارد. در زیر، برخی از انواع نسوجی که محققان در پزشکی ترمیمی با آنها سروکار داشته‌اند را به طور خلاصه ارایه می‌نماییم:

بافت قلب

نانوالیاف پپتیدی کاربردی(که دربالا به آن اشاره شد) می‌تواند به درمان بیماری ایسکمیک (Ischemia ) قلب کمک نماید. این بیماری از رسوبات چربی در عروق کرونر ناشی می‌گردد. قبلاً این درمان به یاری سلول های بنیادی انجام می‌گردید، اما مزایای آن کامل مشخص نبود.

کاربرد نانو الیافِ پپتیدِ خود سازنده با فاکتور رشد انسولین به مثابه یک شیوه برسانای این الیاف، برای بهبود عملکرد قلب، موثر می‌باشد.

بازسازی استخوان

استخوان‌ها یا ماتریس‌های مواد معدنی، طیفی گسترده از ساختارهای بیولوژیکی در هم تنیده می‌باشند. در پزشکی ترمیمی از سلولهای بنیادی رشد یافته روی چارچوب‌های نانوالیافی می‌توان برای بازسازی موفقیت آمیز این ساختارهای پیچیده بکار برد.

این مواد داربستی که نتیجه خوبی ارایه می‌کنند، مخلوطی از کلاژن، تیتانیوم‌های نانوساختار، الیاف ابریشم الکتروریسی و نانوساختارهای هیدروکسی آپاتیت (ماده معدنی مبتنی بر فسفات کلسیم که بیشتر ساختار جامد استخوان را تشکیل می دهد) ساخته می‌شوند.

بازسازی قرنیه

بیشتر سلول‌های بنیادی چشم برای ترمیم طبیعی قرنیه استفاده می‌شوند. درحال حاضر کمبود سلول‌های بنیادی این اندام به کمک کشت سلول‌های بنیادین پرورش یافته روی کیسه آمنیوتیک صورت می‌گیرد. داربست‌های ابریشمی و یا کلاژنی در این کِشتها به عنوان یک گزینه جایگزین مناسب محقق گردیده‌اند.

امروزه نانو الیاف‌های تولیدی به روش الکتروریسی به عنوان حامل‌های سلول‌های بنیادی قرار دارند. بهره‌برداری از این نانو الیافها در پزشکی ترمیمی به عنوان یک روش درمان موثر برای آسیب‌های وارده به قرنیه، نوید بخش می‌باشد.

بررسی‌ها نشان می‌دهد هر دو مورد سلول‌های بنیادی اندامی و مِزانشیمی (mesenchymal) در بهبود و ترمیم سلولهای قرنیه موثر بوده و باعث کاهش التهاب‌های موضعی می‌گردند.

مهندسی بافت عصبی

بازسازی ساختارهای عصبی یکی از بزرگترین چالش‌های پزشکی ترمیمی معرفی می‌گردد. این بافت‌ها ساختاری بسیار پیچیده داشته و محیط آنها تمایل دارد توانایی طبیعی نسج را برای بازسازی خودش مهار نماید.

مشخص شده که داربست‌های نانوالیاف پلیمری با سلول‌های بنیادی می‌توانند از بوجود آمدن بافت زخمی در آسیب‌های ستون فقرات جلوگیری نمایند. همچنین از “گره‌های مسیر عصبی”(communication block) که می‌تواند در هنگام آسیب نخاع رخ دهد، جلوگیری نمایند.

برچسب‌های نانوذرات در درمان به شیوه سلول‌های بنیادی

فناوری نانو ابزارهای ارزشمندی را برای تحقیقات سلولهای بنیادی فراهم کرده است. مثلاً نانوذرات مغناطیسی می‌توانند قبل از ورود سلول‌ها به بدن برای درمان، به سلول‌ها متصل شوند. سپس می‌توانند به عنوان ماده نشانگر عمل کرده، و از طریق اسکن MRI به ردیابی سلولهای بدن کمک نمایند.

متداول‌ترین عوامل کنتراست نانوذرات در این خصوص، نانوذرات اکسید آهن ابرپارامغناطیس هستند. این ذرات معمولاً از یک هسته بلوری اکسید آهن، با پوسته پلیمری بی اثر تشکیل گردیده که از تجمع ذرات جلوگیری کرده و فعل و انفعالات با سلول‌ها را به حداقل می‌رساند.

این ذرات ردیاب نانو توسط FDA تأیید و از طریق تعدادی از تامین کنندگان به صورت تجاری در دسترس هستند. نانوذرات ابرپارامغناطیسی با موفقیت برای ردیابی سرنوشت سلولهای بنیادی در سیستم عصبی مرکزی، قلب، کبد و کلیه ها استفاده شده‌اند.

نتیجه و ختم کلام

پیشرفت‌های اخیر پزشکی در زمینه فناوری نانو، توسعه سریع و مشابه را در پزشکی ترمیمی و احیا، به ویژه در نانو داربست‌های زیست سازگار و مهندسی بافت‌ها ایجاد می‌نماید.

بسیاری از تحقیقات، با استفاده از ابزارها و مواد فناوری نانو، انجام می‌گردد. این پژوهش‌ها همراه با توسعه درمان سلول‌های بنیادی، منجر به بازسازی کامل ساختار آسیب دیده از جمله سیستم عصبی، استخوان، رگ‌های خونی و اعضای بالقوه کامل بدن می‌شود. بدین شکل مسیر جدید دیگری که در آن فناوری نانو به تدریج دنیای پزشکی را متحول می کند، بوجود آمده است.

🌷 اینستاگرام مارا فراموش نفرمایید 🌷

منبع: azonano.com