پوست‌های‌ مقاوم ژلاتینی

وقتی صحبت از پوست مصنوعی می‌شود منظور چه نوع پوستی است و عمدتا در رفع چه ضایعاتی کاربرد داشته و چه فاکتورهایی دارد؟

پوست به عنوان خارجی‌ترین و از طرفی گسترده‌ترین بافت بدن به عنوان سدی در مقابل آسیب‌های مکانیکی خارجی و نیز ورود باکتری‌ها و عوامل بیماری‌زا و از طرف دیگر جلوگیری از تبخیر آب و مایعات بدن ایفای نقش می‌کند. این بافت، همواره در معرض آسیب‌های مختلف قرار می‌گیرد که می‌توانند عملکرد آن را مختل سازند. پوست از لایه‌های گوناگون تشکیل شده است. اگر این آسیب‌ها، لایه بیرونی پوست را از بین ببرند، معمولا پوست حدود 14روز، بسته به سیستم ایمنی بدن، قادر به بازسازی خود است. اما چنانچه شدت آسیب‌دیدگی به حدی باشد که عمق بافت پوست مورد حمله قرار گرفته و جراحت به لایه‌های زیرین سرایت کرده باشد، پوست به تنهایی قادر به بازسازی خود نیست. چنین حالتی در سوختگی‌های نوع 3 می‌تواند اتفاق بیفتد. هجوم عوامل بیماری‌زا و از طرفی تبخیر مایعات بدن و از بین رفتن تعادل الکترولیتی بدن در این شرایط، می‌تواند حتی منجر به مرگ انسان شود. برای تحریک و ترغیب پوست به بازسازی در این حالت باید از جایگزین‌های پوستی استفاده کرد.

احتمالا اینجاست که نقش جایگزین‌های پوستی مصنوعی به دلیل محدودیت‌های استفاده همیشگی از پوست طبیعی پر رنگ می‌شود.

جایگزین‌های پوستی از 2 منبع طبیعی و مصنوعی تامین می‌شوند که در حالت اول جایگزین پوستی از خود فرد یا شخص دیگر یا حتی حیوان مشابه تامین می‌شود که با توجه به طبیعی بودن آن، احتمال پذیرش توسط بدن افزایش می‌یابد. اما محدودیت‌هایی مانند انتقال بیماری یا نبود تامین‌کننده کافی بافت مطابق با میزان نیاز در این حالت، رویکرد را به سمت استفاده از مواد پلیمری تخریب‌پذیر برای تولید جایگزین‌های پوستی به روش مهندسی بافت، پیش می‌برد. در این حالت جایگزین تولیدی، بستر مناسبی را برای رشد سلول‌های پوستی فراهم می‌آورد و بدن میزبان را برای تسریع فرآیند ترمیم زخم تحریک می‌کند و به سبب خاصیت خود پس از مدت زمان مناسب تخریب از سوی بافت طبیعی بدن جایگزین می‌شود. عدم تولید آنتی‌بادی، دوام، انعطاف‌پذیری، مقاومت در برابر از دست دادن آب بدن و نیز هجوم باکتری‌ها، ازجمله فاکتورهای مورد نیاز برای تولید جایگزین‌های پوستی ایده‌آل هستند. به‌علاوه، راحتی تولید و امنیت استفاده نیز اهمیت بسیاری دارند.

حالا بپردازیم به روش ابداعی شما، در این روش از چه شیوه‌ای برای تولید داربست پوستی استفاده کردید و این مساله چه برتری‌هایی را نسبت به روش‌های پیشین برای رشد بهتر سلول‌های پوستی ایجاد کرده است؟

از آنجا که داربست‌های تولیدی به روشمهندسی بافت به عنوان ماتریس خارج سلولی (ExtraCellular matrix) غیرطبیعی وارد عمل می‌شوند، لذا هر چه شباهت ساختاری و رفتاری بیشتری با (ECM) طبیعی بدن داشته باشند، موفقیت پذیرش آنها توسط بدن بیشتر خواهد بود. بدن انسان در ترکیب پیچیده‌ای از تخلخل‌ها، برآمدگی‌ها و فیبرهای ماتریس خارج سلولی با ابعاد نانو زندگی می‌کند. از این‌رو گمان می‌رود یکی از شرایط مناسب برای رشد سلول‌ها و متعاقب آن رشد بافت، تشکیل محیطی با ابعاد نانو باشد. از طرف دیگر با کاهش قطر الیاف تا حد نانو، نسبت سطح به حجم آنها افزایش یافته، سلول‌ها سطح وسیع‌تری را نسبت به سایر روش‌های تولیدی داربست‌های مهندسی بافت نظیر ساختارهای متخلخل تولید شده به وسیله freezdrying ، برای چسبیدن و رشد پیش رو خواهند داشت. از این رو در این طرح با استفاده از روش الکتروریسی، ساختاری نانوالیافی از 2 پلیمر طبیعی کیتوسان ژلاتین تهیه شده است.

دستگاه الکتروریسی با برخورداری از چه سیستمی موفق به ساخت ساختارهای پلیمری می‌شود که جایگزین پوست طبیعی خواهند شد؟

دستگاه از 3 قسمت سرنگ حاوی محلول پلیمری، جمع‌کننده فلزی الیاف و منبع تولید ولتاژ بالا تشکیل شده است. پتانسیل بالای الکتریکی تولیدی، محلول پلیمری را به جت‌پلیمری باردار تبدیل کرده و شرایط را برای خارج کردن آن از نوک سرنگ و پرتاب به سمت جمع‌کننده فراهم می‌سازد. در مدت زمان رسیدن جت‌پلیمری به جمع‌کننده، مولکول‌های حلال تبخیر شده و روی جمع‌کننده، الیاف بسیار نازک در اندازه میکرون تا نانومتر جمع می‌شوند. این روش یک رویکرد جدید برای تولید ساختارهای الیافی و متخلخل برای کاربردهای متنوع ازجمله ترمیم زخم، رهایش دارو و به طور ویژه ساخت داربست‌های مهندسی بافت، ایجاد کرده است.

در طرح شما دو ماده کیتوسان و ژلاتین به طور همزمان توسط فرآیند الکتروریسی، به صورت نانو الیاف، ریسیده می‌شود. استفاده از این 2 ماده در ترکیب چه مزیت‌هایی را به دنبال خواهد داشت؟

کیتوسان، پلی ساکاریدی است که از کیتین به دست می‌آید و خواص جالب توجه فیزیولوژیکی و بیولوژیکی متعدد از قبیل زیست‌سازگاری، زیست‌تخریب‌پذیری، فعالیت ضدباکتریایی و ضدتوموری از خود نشان می‌دهد. از طرفی این ماده به عنوان تسریع‌کننده فرآیند ترمیم زخم مطرح است. آنزیم‌ها قادر به هیدرولیز کیتوسان هستند و اولیگومرهای تخریب شده آن توسط آنزیم‌های بافت، در ترمیم مجدد بافت پوست منطقه زخم، موثر هستند. ژلاتین نیز یک پلیمر طبیعی است که به وسیله هیدرولیز کنترل شده، از کولاژن، فراوان‌ترین پروتئین موجود در بافت همبند حیوانات، استخراج می‌شود. این ماده به سبب برخورداری از خواصی مانند منشأ بیولوژیکی ، زیست‌تخریب‌پذیری، زیست‌سازگاری، توانایی بندآوردن خون و دسترسی ارزان قیمت به طور گسترده در پروتزهای عروقی، سیستم‌های رهایش دارو و ترمیم زخم مورد استفاده قرار می‌گیرد. نشان داده شده است که استفاده از ژلاتین در کنار کیتوسان به منظور ارتقای خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی و افزایش انعطاف‌پذیری آن، مناسب است. همچنین با افزایش آب دوستی کیتوسان، شرایط مناسبی را برای رشد سلول‌ها فراهم می‌آورد.

آیا این طرح از آن دسته پروژه‌هایی است که قرار است اجرایی شود یا همچون بیشتر پروژه‌های تحقیقاتی دانشگاهی، در حد آزمایشگاهی باقی خواهد ماند؟

در حال حاضر، بحث طراحی و ساخت داربست و آزمون‌های خارج بطنی (in-vitro) به منظور ارزیابی میزان زیست‌سازگاری و پذیرش آن، توسط سلول‌های فیبروبلاست انسانی و نیز آزمون MTT ، به انجام رسیده است که خوشبختانه تصاویر میکروسکوپ الکترونی (SEM) گرفته شده از سلول‌ها و نیز نتایج آزمون MTT ، بیانگر زیست‌سازگاری مناسب ساختار و عدم ایجاد اثر منفی روی رشد و متابولیسم سلول‌ها بوده است. در مراحل بعدی به منظور کسب اطمینان کافی از عدم بروز تاثیرات منفی در مجاورت با بافت‌های زنده، باید آزمون‌های داخل بطنی (in-vivo) روی حیوانات انجام شده و نتایج هیستوپاتولوژی آن بررسی شود و در نهایت برای استفاده روی انسان مورد ارزیابی قرار گیرد. انجام این مراحل منوط به توجه و حمایت مسوولان و ارگان‌‌های ذیربط است که امیدوارم مساعدت کافی را چه از نظر ایجاد بستر مناسب در تامین امکانات مورد نیاز و چه تامین هزینه‌های مورد نیاز، مبذول کنند. چرا که به ثمرنشستن طرح، نه‌تنها باعث برداشتن بار روانی از روی دوش کسانی خواهد بود که درگیر با عوارض پوستی متعدد مانند سوختگی‌ها هستند و می‌تواند به ایجاد آرامش برای آنها و بازگرداندن جان افراد شود، بلکه می‌تواند در بازار رقابت با نمونه‌های موجود خارجی، از خروج ارز جلوگیری کند و خودکفایی ملی را در پی داشته باشد.

پونه شیرازی