هدیه‌ای‌ برای‌ بیماران ‌نیازمند ‌به‌ پوست‌

پوست بزرگ‌ترین عضو از نظر ایمنولوژیک است و در دسترس بودن نسبی آن برای تحقیقات عملی، امکان پیشرفت‌های گسترده‌ای را در درک ما از عملکردهای متعدد آن فراهم می‌آورد. واضح‌ترین عمل آن تامین یک سد فیزیکی محافظتی بین بدن و محیط است که مانع عبور به داخل یا خارج آب و الکترولیت‌ها می‌شود و امکان زیستن در خشکی را فراهم می‌کند.

در ضمن نفوذ مواد شیمیایی مخرب را مهار کرده، ورود میکروارگانیسم‌ها و جذب تشعشعات خورشید را منع می‌کند. پوست در تنظیم حرارت بدن اهمیت دارد و تا حدودی برای آن طراحی شده که به نیروهای مکانیکی پاسخ دهد. اپیدرم تا حدودی این قدرت مکانیکی را دارد که در مقابل تخریب ایستادگی و آسیب‌های خود را ترمیم نماید و درم کشسانی لازم را در برابر فشارهای مکانیکی تامین کند.

عملکردهای ایمنولوژیک پوست هم به سلول‌های اپیدرم  و هم به اجزای سلولی درم بستگی دارد. پوست همچنین دارای چند نوع گیرنده حسی است که تحریک وارده از تماس، لرزش، فشار، تغییر در حرارت (‌گرما و سرما)، درد و خارش را دریافت می‌کنند.

اگر پانسمان‌های معمول را که در حقیقت ساده‌ترین جایگزین پوستی  بحساب می‌آیند در نظر بگیریم، می‌توان قدمت تولید جایگزین‌های پوستی را، از شروع تاریخچه پزشکی دانست. پژوهشگران متعددی از کشورهای مختلف در طول زمان، علاوه بر پیوندهای پوستی، جایگزین‌های مختلف یک، دو یا چند لایه با استفاده از مواد مصنوعی یا طبیعی مختلف و حتی انواع سلول‌ها را به‌کار گرفتند و در نهایت به تولید پوست مصنوعی که پیشرفته‌ترین جایگزین پوستی محسوب می‌شود، دست یافتند. نوعی جدید از این جایگزین مصنوعی پوست با کمک لیزر و استفاده از پلیمرهای زیستی و صناعی در کشور ما ساخته شده است.

به گفته دکتر حمید کشوری، دانش‌‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح، هدف از اجرای این پروژه بزرگ و بدیع که از سال 1379 شروع شد، طراحی و ساخت جایگزین مصنوعی پوست به‌گونه‌ای بود که در ضمن داشتن حداقل خصوصیات مورد نیاز کوتاه مدت در مراحل حاد اولیه آسیب پوستی، نقش خود را در تولید و بازسازی دراز مدت پوست ایفا کند. البته عملکرد این جایگزین نباید خللی در محیط طبیعی بدن ایجاد کند و در نهایت پوست بازسازی شده، شکل و حالت و در نتیجه عملکرد طبیعی خود را بازیابد، بدون آن‌که مشکلی را از نظر زیبایی به وجود آورد.

کشوری می‌افزاید: در ابتدا، کاربرد این جایگزین برای آسیب‌های تمام ضخامت پوست (یعنی آسیب به کل اپیدرم و درم) که در ضمن ایجاد مهم‌ترین مسائل در حوزه درمانی، کمترین موفقیت‌ها را نیز در حوزه زیست مواد و مهندسی بافت به‌دنبال داشته است، در نظر گرفته شد.

به این منظور بررسی‌ها و کارهای متنوع و متعدد انجام گرفته قبلی در سراسر جهان طی ماه‌ها کار پژوهشی مطالعه شد و بر همین اساس مناسب‌ترین مواد مورد نیاز و بهترین روش برای طراحی و ساخت جایگزین انتخاب و  سپس در طول چندین سال،کارهای پژوهشی و ساخت آن انجام شد.

پیوند پلی‌اکریلیک اسید روی سیلیکون با استفاده از لیزر ضربه‌ای2 CO و مطالعه تاثیر عوامل مختلف فرآیند بر میزان پیوند و انتخاب نمونه بهینه از جمله این کارها بود. این فرآیند که طی چندین سال و با فناوری بسیار پیچیده به نتیجه رسید، حداقل با توجه به مستندات منتشر شده موجود برای اولین بار در جهان صورت می‌گرفت. در این مرحله که اساس و زیربنای پروژه ساخت را تشکیل می‌داد، بر خلاف روش‌های دیگر پیوندهای پلیمری، امکان کنترل فرآیند توسط تغییر پارامترهای مختلف لیزری و دیگر عوامل دخیل وجود دارد.

تثبیت کلاژن و کیتوسان با درصدهای متفاوت بر سطح نمونه سیلیکونی پیوند خورده با پلی اکریلیک اسید از دیگر کارهای انجام شده بود. البته تثبیت کلاژن یا کیتوسان بر پلیمرها توسط گروه‌های متعدد پژوهشی قبلا انجام گرفته بود. ولیکن تثبیت هر دو با درصدهای مختلف بویژه بر زمینه تولید شده همراه با آزمایش‌های متعدد بعدی برای اولین بار انجام می‌گرفت.

در ضمن مطالعه چسبندگی، ‌پهن‌شدگی و رشد سلول‌های فیبروبلاست به‌عنوان مهم‌ترین سلول در پوست‌های از دست رفته در زخم‌های تمام ضخامت بر سطوح مختلف به‌دست آمده  و مطالعه حیوانی سطوح مختلف  به عنوان جایگزین پوستی برای درمان زخم‌های تمام ضخامت در موش صحرایی هم انجام شد.

نوآوری در این پروژه، مربوط به استفاده صحیح از مواد مختلف مناسب با هم و طی فرآیندهای پیچیده موفقی بود که در نهایت نتایج بسیار امید بخشی را به ارمغان آورد.

به گفته کشوری، هر کدام از نمونه‌های مختلف ساخته شده که مورد آزمون حیوانی قرار گرفتند، نشان دادند می‌توانند فرآیندهای متفاوت و مکمل طبیعی در ترمیم آسیب تمام ضخامت پوستی را به‌طور قابل ملاحظه‌ای تسریع و تکمیل کنند. به شکلی که می‌توان با توجه به شرایط خاص هر نوع زخم پوستی، التیام و ترمیم را بصورت کاملا واضحی با استفاده از جایگزین‌های مصنوعی تولید شده مدیریت کرد.

ماده‌ای مشابه پوست بدن‌

مهم‌ترین مزیت جایگزین‌های تولید شده، ‌امکان استفاده از آنها در زخم‌های تمام ضخامت با انتظار عملکرد طبیعی در مراحل اولیه و ایجاد پوست به شکل طبیعی پس از بازسازی است، به‌گونه‌ای که تفاوتی را با بافت پوست طبیعی اطراف زخم نشان ندهد.

علاوه بر آن، در این طراحی، امکان تغییر کنترل شده عوامل مختلف فرآیند برای تولید نمونه‌های متنوع به‌منظور استفاده در آسیب‌های پوستی با خصوصیات متفاوت وجود دارد. در ضمن با توجه به مطالعات انجام پذیرفته، ‌در آینده می‌توان از این جایگزین به‌عنوان داربست در مهندسی بافت پوست برای تولید پوست مصنوعی بهره برد.

کشوری می‌افزاید: در مراحل مختلف این پروژه، ‌علاوه بر به‌کارگیری امکانات مورد نیاز موجود در دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیرکبیر،‌از همکاری بخش لیزر پلیمر و پتروشیمی ایران و مرکز آزمون‌های حیوانی بیمارستان قلب تهران بهره گرفته شد که در اینجا لازم می‌دانم سپاس بی‌پایان خود را از تمامی بزرگوارانی که در مراحل مختلف این پروژه همکاری کرده‌اند، ‌اعلام دارم.  تاکنون از این دستاورد مقاله‌ای در مجله IPJ  چاپ شده است و 2 مقاله هم از آن در حال ارسال به مجلات معتبر است.

در ضمن یک مقاله دیگر نیز درخصوص آزمون‌های خارج بدن مربوط به استفاده از درصدهای مختلف کیتوسان و کلاژن و یک مقاله نیز درباره آزمون‌های داخل بدن در دست تهیه است.

در آینده اقدامات پژوهشی دیگری که کاملا قابل اجراست برای ارتقای جایگزین مصنوعی فوق انجام می‌پذیرد. این اقدامات شامل انجام آزمون‌های انسانی جایگزین‌های تهیه شده، بررسی نتایج با توجه به استانداردهای موجود و در نظر گرفتن محدودیت‌های انسانی و اخلاقی و اضافه کردن سلول‌های فیبروبلاست و انواع دیگر سلول‌های موجود در پوست طبیعی به جایگزین‌های مصنوعی تهیه شده به منظور تدارک پوست مصنوعی و انجام آزمون‌های حیوانی می‌شود.

در ضمن تولید پوست مصنوعی انسانی براساس نتایج به‌دست آمده و  با توجه به امکان برنامه‌ریزی برای رسیدن به خصوصیات ظاهری مطلوب از جمله رنگ پوست، تعداد و توزیع مناسب ضمائم پوستی و... و راه‌اندازی بانک پوست درکنار امکان سنجی صادرات در ضمن استفاده داخل کشور در هر کدام از مراحل و با تکیه بر مستندات علمی قابل ارائه در پروژه براساس استانداردهای روز جهانی از دیگر اهداف و اقدامات آینده این طرح هستند.

کشوری در پایان، ضمن تشکر از دکتر حمید میرزاده، دکتر پروین منصوری و مرحومه دکتر فریبا اورنگ و دیگر اساتیدی که خود را همواره مدیون آنها می‌داند، در نهایت این دستاورد را به  تمامی افرادی  تقدیم می‌کند که نیازشان در نتیجه این پروژه بزرگ رقم خورده است.

ویژگی‌هایی‌که پوست مصنوعی را به یک ایده‌آل تبدیل کرده‌اند:

- امکان ضدعفونی کردن در ضمن خواص ضد باکتریایی کیتوسان

-  شفاف بودن برای مشاهده، مطالعه و بررسی بافت زیرین جایگزین در طول دوره ترمیم 

-‌ چسبندگی مناسب به زخم در طول دوره مورد نیاز بخصوص مراحل اولیه بدون نیاز به کاربرد روش‌های دیگر برای تثبیت جایگزین روی زخم به منظور کاهش درد، تسریع التیام و جلوگیری از عفونت

-‌ خواص مکانیکی مناسب و امکان بخیه زدن جایگزین برای تثبیت موقت در چند ساعت اول

-‌ کنترل عفونت به دلیل خواص ضد باکتریایی کیتوسان و عدم امکان ورود عوامل عفونت زا با توجه به چسبندگی مناسب جایگزین بر زخم و داشتن منافذ مناسب‌

-‌ کنترل آب و رطوبت و نفوذپذیری مناسب نسبت به اکسیژن بدون اجازه تهاجم به باکتری‌ها به‌منظور تسریع در ترمیم بدون ایجاد عفونت

- نداشتن خاصیت تحریک سیستم ایمنی و در نتیجه ایجاد التهاب کمتر درزخم

-‌‌ سمی و مضر نبودن برای سیستم حیاتی و سرطانزا نبودن

-‌ سرعت تخریب زیستی مناسب در مورد مواد زیستی به‌کار رفته در جایگزین و بنابراین برداشت خودبه‌خودی از سطح زخم در موقع مناسب بدون آسیب به بافت زیرین‌

-‌ امکان رشد انواع سلول‌ها به داخل قسمت تخریب پذیر جایگزین برای ترمیم بافت پوست‌

-‌ عدم ایجاد انقباض در پوست بازسازی شده نهایی و در نتیجه بهترین وضعیت از نظر زیبایی پوست حاصل بعد از ترمیم

-‌ تسریع در التیام زخم با توجه به خصوصیات این نوع پوست‌

بهاره صفوی‌