ترمیم با مواد پلیمری

طرحی که روی آن کار می‌کنید مبتنی بر استفاده از نوعی پلیمر به منظور ترمیم مصنوعی ضایعات غضروفی است، از آنجا که این شیوه ترمیم مبتنی بر مهندسی بافت است، برایمان از نقش آن در این شیوه ترمیمی بگویید؟

به طور کلی مهندسی بافت شاخه جدیدی از علم است که بویژه در سال‌های اخیر مورد توجه محققان زیادی در کشورهای مختلف قرار گرفته است. این رشته علمی که تلفیقی از رشته‌های مختلفی از جمله علم بیومترال، زیست‌شناسی سلولی و مولکولی و حتی مهندسی ژنتیک است، به دنبال یافتن راهکارهایی برای ساخت اعضا و ارگان‌های زنده بدن است که قابلیت جایگزین شدن بافت‌ها و ارگان‌های معیوب را داشته باشد.

همان گونه که از تعریف بالا برمی‌آید، بحث مهندسی بافت به هیچ وجه به دنبال ساخت اعضای مصنوعی همانند آنچه در مهندسی پزشکی گرایش بیومکانیک دنبال می‌شود، نبوده و بافت‌هایی که به کمک این روش ساخته می‌شوند، از سلول‌ها و رگ‌های خونی همانند بافت‌های اصلی بدن تشکیل شده‌اند و در واقع بافت کاملا زنده است و برای ادامه زندگی نیازمند اکسیژن و غذاست. همان گونه که می‌دانیم امروزه تنها روشی که برای جایگزینی بافت‌های آسیب‌دیده تا حدودی موفق عمل کرده است، پیوند اعضاست؛ به گونه‌ای که مثلا عضوی مانند کلیه با رعایت تمهیدات ویژه‌ای از یک فرد سالم به یک بیمار پیوند زده می‌شود. علی‌رغم آن که این روش در بسیاری از موارد با موفقیت روبه‌رو بوده و جان بسیاری را نجات داده است؛ ولی متاسفانه با محدودیت بسیار مهمی روبه‌روست که آن کمبود افراد اهداکننده عضو است.

همواره بیماران مجبورند مدت زیادی را صرف یافتن اهداکننده مناسب کنند و متاسفانه در بسیاری از موارد پیش از پیدا شدن چنین شخصی، بیماران می‌میرند؛ بنابراین یافتن راه‌حلی جدیدتر برای حل مشکل بیماران به منظور دریافت عضوهای حیاتی همچون کلیه، کبد و قلب و در مواردی جزئی‌تر از قبیل آسیب در بافت‌هایی همچون استخوان و غضروف ضروری به نظر می‌رسد. رشته مهندسی بافت نیز با هدف دستیابی به روشی جامع برای حل این قبیل مسائل بنا شده است. در این روش، سلول‌های زنده که عمدتا از خود بیمار گرفته می‌شوند، در داربستی زیست‌سازگار و زیست‌تخریب‌پذیر قرار گرفته و با فراهم کردن شرایط مناسب محیطی، امکان رشد و تبدیل آنها به بافت هدف مهیا می‌شود.

حال در طرح مورد مطالعه ما، از آنجا که غضروف فاقد رگ خونی است، بنابراین امکان ترمیم خودبه‌خودی را ندارد و بدن تنها می‌تواند بافت غضروفی تخریب شده را با لایه‌ای به‌ نام فیبرو غضروف جایگزین کند که از نظر خواص مکانیکی و استحکام مورد نیاز به هیچ وجه مناسب نبوده و بسرعت تخریب می‌شود.

پلیمر مورد استفاده چه نوع ترکیبی دارد و چرا و چگونه خصلت زیست‌سازگاری به آن داده شده است؟

به طور کلی بیومترال‌هایی که در ساخت داربست‌های سلولی در مهندسی بافت به کار گرفته می‌شوند، به 2 صورت طبیعی و سنتتیک هستند. به طور کلی محققان علم مهندسی بافت پس از طراحی داربست و نهایی کردن متریال مصرفی، آزمایش‌های گوناگونی را روی آن انجام می‌دهند. یکی از مهم‌ترین این آزمایش‌ها، بررسی اثر داربست ساخته شده بر سلول‌هاست. به عبارت بهتر، پیش از هر عملیاتی، ابتدا باید زیست‌سازگار بودن بیومترال مصرفی در آزمایشگاهای معتبر بررسی شود و در صورت اثبات سمی و خطرناک نبودن مواد، در بدن دیگر مراحل کار پیگیری می‌شود. در طرح حاضر نیز محققان از یک پلیمر طبیعی استفاده کردند که تاکنون بارها به وسیله دیگر پژوهشگران مورد استفاده قرار گرفته و زیست‌سازگار بودن آن و تولید نشدن مواد سمی و خطرناک در بدن توسط آن به اثبات رسیده است. با این حال نظر به تغییراتی که در راستای بهینه‌سازی شرایط عملکردی این پلیمر به کار گرفته شد، مجددا از نظر زیست‌سازگاری و نداشتن اثرات نامطلوب بر سلول‌ها، آزمایش‌های مورد نیاز در آزمایشگاه پژوهشگاه رویان صورت گرفت و برای ادامه کار تایید شد.

بافت پلیمری طی چه مراحلی به محل ضایعه تزریق می‌شود و سیکل ترمیمی چقدر طول می‌کشد؟

یکی از مهم‌ترین موارد مورد نظر محققان این طرح، فراهم شدن امکان تزریق ساختار آماده شده (شامل بیومتریال و سلول‌ها) به محل ضایعه است. به عبارت بهتر، هدف آن است که بدون نیاز به عمل جراحی و باز کردن محل آسیب‌دیده امکانی فراهم آید تا درمان امکان‌پذیر شود. در طراحی بیومترال به کار گرفته شده در این تحقیق نیز ویسکوزیته ساختار آماده شده؛ به گونه‌ای تعیین شد که به کمک روش‌های آرتروسکوپیک براحتی محلول آماده شده به محل آسیب وارد شده و در جای مناسب قرار گیرد.

از مزایای تزریق، نترسیدن بیماران از عمل جراحی و جلوگیری از بستری شدن بیماران است. از لحاظ زمانی نیز به نظر می‌رسد طی 2 ماه مراحل درمان کامل می‌شود؛ هرچند برای برآورد زمان دقیق‌تر باید آزمایش‌های حیوانی که در حال حاضر در مراحل انتهایی است، به اتمام برسد.

چه نوع ضایعاتی با این نوع پلیمر ترمیم قابل ترمیم هستند؟

به طور کلی این روش بیشتر برای درمان ضایعات کوچک غضروفی به کار گرفته شده است، ضایعاتی که بر اثر آسیب‌های ورزشی ایجاد شده باشند یا بر اثر کهولت سن، نحوه زندگی و...

روند درمان با استفاده از آن چگونه و تا چه اندازه بهبود می‌یابد و کاربرد آن چه مزیت‌هایی نسبت به سیر طبیعی درمان دارد؟

با توجه به آن که هنوز مرحله آزمایش‌های حیوانی (IN VIVO) بر خرگوش‌ها به اتمام نرسیده، کمی زود است که راجع به روند درمان صحبت کنیم؛ هرچند بررسی نمونه‌های اولیه حیوانی نتایج بسیار امیدوارکننده‌ای در پی داشته است. بعلاوه همان گونه که پیشتر هم گفتم، بدن موجودات زنده در درمان ضایعات غضروفی بسیار ناتوان است و حتما باید درمان خارج از بدن هدایت شود.

تا رسیدن به مرحله آزمایش بالینی بر انسان چقدر زمان لازم است؟

بررسی آزمایشگاهی این طرح (IN VITRO) به اتمام رسیده و نتایج بسیار مثبتی در پی داشته است. بررسی حیوانی (IN VIVO) طرح نیز در مراحل پایانی خود قرار دارد.

پس از اتمام این مرحله از آزمایش‌های حیوانی، کار بر مدل‌های دیگر حیوانی که شباهت بیشتری به ساختار بدن انسان دارند (گوسفند) ادامه خواهد یافت. پس از آن تحقیق روی مدل‌های انسانی ویژه نیز پیگیری خواهد شد.

هزینه این گونه شیوه درمانی به طور تقریبی چه میزان خواهد بود؟

تمام سعی محققان طرح، ایجاد راهکاری ارزان، کارا و قابل استفاده برای بیشتر بیماران است. در صورت به ثمر رسیدن این طرح، هزینه‌های مربوط به آن به میزانی خواهد بود که همه بیماران در هر سطح مالی امکان استفاده از آن را داشته باشند.

آیا کاربرد آن نیاز به داشتن تخصصی خاص از سوی جراح دارد؟

یکی از ویژگی‌های طرح، آن است که جراحان ارتوپد به کمک روش‌های آرتروسکوپیک براحتی آن را به اجرا درمی‌آورند و نیاز به آموزش ویژه‌ ندارد؛ هرچند در نظر داریم پس از اتمام طرح، همایشی برگزار کنیم و از جراحان ارتوپد برای بررسی نتایج و شیوه انجام کار دعوت به عمل آوریم.

پونه شیرازی