شریان هایی که ترمیم می شوند

پژوهشگران کشورمان برای نخستین باردرجهان با بهره گیری از تکنیک های نانوفناوری و مهندسی بافت ، موفق به تولید نوعی رگ مصنوعی با ویژگی های منحصر به فرد شدند.
کد خبر: ۱۳۹۱۰۴

نمونه اولیه این رگ مصنوعی حدود 9 ماه پیش در گردن یک گوسفند پیوند زده شده و پس از گذشت این مدت کارکردمطلوبی داشته است و این گوسفند همچنان به حیات طبیعی خود ادامه می دهد. با توجه به پیشرفت های فزاینده در زمینه سلول های بنیادی امید می رود نتایج این طرح در آینده ای نزدیک در جهت کمک به بیماران نیازمند به پیوند عروق قابل استفاده باشد.

طی 40 سال گذشته مفهوم جدیدی در دنیا مطرح شد که از سلول های خود فرد، برای درمان بیماری ها استفاده شود و در اولین گامها تزریق مستقیم سلول های کشت داده شده در محیط آزمایشگاه به بافت آسیب دیده بیمار انجام شد، اما در 20 سال گذشته استراتژی جدیدی تحت عنوان فناوری مهندسی بافت در دنیا مطرح شده است که به دنبال ساخت بافتهای طبیعی در محیط آزمایشگاه از سلول های خود شخص است و اولین بافتی که با به کارگیری مهندسی بافت با موفقیت در محیط آزمایشگاه تولید شد، بافت پوست بوده است.
در حال حاضر در دنیای پزشکی در موارد متعددی پیوند عروق ضرورت می یابد که بدین منظور عروق غیرتخریب پذیر به صورت پروتز و در مدت زمان مشخصی پیوند زده می شوند.البته تهیه این عروق فناوری بالایی را می طلبد و ساخت آن با قیمت بالا در انحصار چند شرکت برجسته دنیاست.

مهندسی ترمیم رگهای خونی

رشته مهندسی بافت یکی از علوم نوین است که در دهه 90 با ظهور stem cell توجه دانشمندان را به خود جلب کرد. در این رشته یک سلول درداربست یا بستر زیست سازگار و قابل جذب ابتدا seed می شود، یعنی سلول در داربست جایگزین می شود (در اصطلاح سلول به داخل منافذ داربست مانند دانه نمک پاشیده می شود که یک فرآیند رشد سلولی است و همین امر موجب ساخته شدن داربست های سه بعدی خواهد شد.) سپس بعد از این که سلول به تعداد کافی رشد کرد، سلول همراه داربست در بدن ایمپلنت می شود.
البته در مهندسی بافت دو شرط اصلی وجود دارد؛ یکی سلول و دیگری مدیاتور رشد که همان فاکتورهای رشد و بعضی هورمون ها و یا مدیاتورهای سلولی هستند. در واقع داربست در مهندسی بافت یک متغیر مداخله گر است و در حیطه جدید تلاش نزدیک شدن به شرایط خلقت است که چگونه پروردگار یگانه شرایط رشد یک سلول و سپس یک عضو را فراهم و القاهای اطراف چگونه شکل یک عضو و عملکرد آن را ایجاد و کنترل می کند.
سنتز این داربست های بسیار متخلخل بیشتر از طریق خشک کردن انجمادی و خروج آب از سیستم امکانپذیر است . چنین داربست هایی را می توان استریل کرد و به عنوان کاشتنی نیز از آنها بهره گرفت. به طور کلی تعریف مهندسی بافت طیف وسیعی از کاربردها را شامل می شود، اما در عمل بیشترین کاربرد برای ترمیم و جایگزینی بافت هایی چون استخوان ، غضروف ، رگهای خونی ، مثانه و است و مطمئنا مزیت این بافتها بر بافتهای دیگر عملکرد آنها بر اساس خواص مکانیکی آنها است.
باید گفت مهندسی بافت از سه جزء اصلی شامل داربست ، سلول و فاکتورهای رشد تشکیل شده است که در سالهای اخیر جزء چهارمی تحت عنوان سیستم های کشت هم اضافه شده است. در این میان داربست های اکتیو بایولوژیکی مواد بسیار متخلخلی هستند که بر اساس یک مشابهت ساده از ماتریس بیرون سلولی (ECM) ساخته شده اند. میزان فعالیت این داربست ها به روش سنتز و مکانی که داربست ها در آن قرار داده می شود بستگی دارد.
داربست هایی که بر اساس شبیه سازی ECM ساخته شده اند، حجم تخلخل بالایی در حد 95درصد یا بالاتر دارند و قطر تخلخل آنها بین 5تا 500میکرون است . ترکیب شیمیایی آنها نیز معمولا شامل کلاژن های نوع یک و دو و نیز کوپلیمرهای پیوند شده با کلاژن و گلوکز آمینو گلایکان است.

داربست هایی از جنس نانو

به گفته دکتر مهران کفاش ، معاون مرکز تحقیقاتی بن یاخته ، داربست یک محیط بشدت متخلخل و تخریب پذیر است که سلول ها پس از کشت در داخل داربست به سرعت رشد می کنند و با تخریب داربست ، بافت طبیعی از سلول های کشت شده در محیط آزمایشگاه تولید می شود. در طرح تولید رگ مصنوعی به کمک نانوالیاف با تکنیک مهندسی بافت ، عروق با قطر کوچک (1 ، 2 تا 5 میلی متر)، هیبریدی متشکل از سه پلیمر طبیعی و سنتزی ، دو لایه و نانو ساختار در آزمایشگاه ساخته شد و سلول ها روی آن قرار گرفته اند که در مراحل بعدی آزمایش به رگ طبیعی تبدیل شدند.
کفاش می افزاید: عروق ساخته شده این امکان را می دهند که سلول های سنگفرشی داخل عروق (اندوتلیال) در سطوح داخلی داربست و سلول های عضلانی در سطوح خارجی کشت داده شوند. برای اطمینان از عملکرد این رگ ها و در فاز حیوانی در ابتدا آن را به شریان اصلی گوسفندی پیوند زدیم که خوشبختانه این رگ موفق به تحمل فشار خون بالا شد. البته رگ مصنوعی با توجه به ماهیت تخریب پذیری اش به مرور زمان و پس از شش ماه شروع به تخریب می کند که البته تا 2 سال هم می تواند پاسخگو و مورد استفاده مفید باشد.

مهندسی بافت بیشترین کاربرد را برای ترمیم وجایگزینی بافت هایی چون استخوان غضروف ،رگهای خونی مثانه و... را دارد

کفاش در ادامه می گوید: البته هدف این طرح تولید رگ مصنوعی در مقیاس انبوه نبوده است بلکه هدف ارائه محصولات دانش محور است و پیش بینی می شود حداقل 3 سال و حداکثر 10 سال دیگر بالینی شود. هدف ما کشت سلول های «سنگفرشی» و سلول های عضلانی در دو طرف این رگ است که در صورت این موفقیت پیوند اصلی انجام می شود. آزمون های صورت گرفته روی مدل های حیوانی (شریان اصلی گردن گوسفند) نشان داده است که این عروق از خواص مکانیکی بویژه الاستیسیته بالایی برخوردارهستند و از دیدگاه خواص فیزیکی ، شیمیایی ، بیولوژیکی و مورفولوژیکی شرایط مطلوبی دارند.
در حال حاضر عملیات مربوط به کشت سلول های اندوتلیال در داخل این عروق مصنوعی و سلول های عضلانی در سطوح خارجی عروق به وسیله بیوراکتورهای ویژه ای که طراحی و ساخته شده است ، در حال انجام است. درواقع با توجه به استفاده از سلول های بنیادی و ویژگی های منحصر به فرد این دسته از سلول ها امید است تا در آینده ای نزدیک از نتایج این پروژه برای افراد نیازمند به پیوند عروق استفاده شود.
وی در پایان خاطرنشان می کند: علاوه بر داربست های تخریب پذیر، عروق مصنوعی غیرتخریب پذیر نیز با استفاده از این تکنیک طراحی و ساخته شده است و در حال تحقیق بر روی بافت عصب ، استخوان ، غضروف ، کبد و پوست هستیم .

تحقیقات پیش رو در پزشکی

مرکز تحقیقاتی بن یاخته به عنوان نخستین مرکز در کشور با همکاری محققان دانشگاه علوم پزشکی تهران موفق به تولید رگ مصنوعی نانو ساختار شده است که نمونه اولیه آن حدود 9 ماه پیش در گردن یک گوسفند پیوند زده شده است و بر اساس آخرین اکوی گرفته شده ، این رگ همچنان به عملکرد طبیعی خود ادامه می دهد. این مرکز با هدف ارائه تحقیقات در حوزه علوم نوین و دستیابی به محصولات کاربردی به منظور درمان بافت های آسیب دیده با جذب نخبگان علمی و صنعتی از حوزه های علوم پایه ، فنی و مهندسی و پزشکی و نیز ورود به فناوری های نو از جمله نانوتکنولوژی و بیولوژی سلولهای بنیادی ، فعالیت خود را از سال 84 در حوزه مهندسی بافت و علوم نوین آغاز کرد.
این مرکز دارای 3 بخش تحقیقاتی بیولوژی سلول های بنیادی ، گروه پژوهشی بیومتریال و نانوتکنولوژی و گروه پژوهشی بیولوژی مولکولی است که در گروه پژوهشی بیولوژی سلول های بنیادی به مهندسی بافت و تولیدات این حوزه با بررسی انواع سلول های بنیادی شامل سلول های جنینی ، بند ناف و بزرگسال و نیز تهیه داربست های زیست سازگار و زیست تخریب پذیر پرداخته می شود.
همچنین در گروه بیومتریال و نانوتکنولوژی متولی تحقیقات مرتبط با طراحی ، ساخت و شناسایی و اصلاح خواص بیومتریال های مورد استفاده در پزشکی است.
گروه تحقیقاتی بیولوژی مولکولی طرحهای تحقیقاتی در زمینه تعیین پروفایل بیان ژن های اختصاصی سلول ، تعیین پروفایل miRNA های سلولی با تکیه بر تکنیک های بومی و تایید شده و نیز طراحی و ساخت وکتورهای اختصاصی بافت متمرکز شده است.
بهره گیری از تکنیک های مهندسی بافت و تولید بسترهای نانومتری زیست تخریب پذیر از موفقیت های سال گذشته این مرکز بود که موفق به کشت و تکثیر سلول های بنیادی و تولید بافت پوستی به منظور ترمیم بافت های آسیب دیده شدیم.


بهار صفوی
newsQrCode
ارسال نظرات در انتظار بررسی: ۰ انتشار یافته: ۰

نیازمندی ها