نانوالیاف مارپیچی در خدمت محافظت از بافت های مهندسی شده

تاریخ : ۲۴ اردیبهشت ۱۳۹۸

تعداد بازدید : ۸۳

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست نانوالیاف پیچ‌خورده را با سلول‌های زنده پوشش دادند و از آن برای ترمیم عضلات و تاندون‌های آسیب‌دیده و همچنین حفظ انعطاف‌پذیری و کشش در بافت مصنوعی استفاده کردند.

بدن انسان توسط یک سیستم کابلی پیچیده متشکل از تاندون‌ها و عضلات در کنار هم قرار گرفته و توسط طبیعت مهندسی شده‌است تا محکم و ارتجاعی باشد. آسیب به هر یک از این بافت‌ها، به ویژه در مفاصل اصلی مثل شانه یا زانو، ممکن است نیاز به جراحی و چند هفته تحرک محدود داشته باشد تا به طور کامل التیام یابد. در حال حاضر مهندسان MIT با طراحی مهندسی بافت می‌توانند محدوده انعطاف‌پذیری حرکت در تاندون‌ها و ماهیچه‌های آسیب‌دیده را در طول درمان ممکن سازند. این تیم فنرهای کوچکی را با استفاده از سلول‌های زنده طراحی کرده‌است که می‌توانند به عنوان داربست‌های کشسان برای تعمیر عضلات و تاندون‌های آسیب دیده عمل کنند. این فنرها از صدها هزار نانوالیاف زیست‌سازگار ساخته شده‌است که به صورت محکم مانند ریسمان ملوانی مینیاتوری و یا نخ، پیچیده شده‌اند.

پژوهشگران نخ را با سلول‌های زنده، از جمله سلول‌های بنیادی عضلانی و مزانشیمی (Mesenchymal) پوشش دادند و دریافتند که پیکربندی نخ‌های پیچ‌خورده به حفظ و رشد سلول‌های زنده کمک می‌کند، حتی زمانی که چندین بار نخ را کشیده و خم کردند. آن‎ها پیش‌بینی کرده‌اند در آینده پزشکان می‌توانند تاندون‌ها و عضلات آسیب‌دیده بیماران را با این مواد انعطاف‌پذیر جدید که سلول‌های بافت آسیب‌دیده را می‌سازند، پوشش دهند. کشش "نخ" می‌تواند به حفظ گستره حرکتی بیمار کمک کند در حالی که سلول‌های جدید همچنان رشد می‌کنند و جایگزین بافت آسیب‌دیده می‌شوند.

پژوهشگران متوجه شدند که به سادگی در نظر گرفتن کشش‌پذیری یک ماده برای طراحی یک بافت مصنوعی کافی نیست. این ماده باید قادر باشد از سلول‌ها در برابر کشیدگی شدید عضله نیز محافظت نماید. این گروه تحقیقاتی به عضلات و تاندون‌های واقعی برای الهام بیشتر نگاه کرد و دریافت بافت‌ها از رشته‌ای از الیاف پروتئینی همسطح ساخته می‌شوند و دورهم می‌پیچند و مارپیچ‌های میکروسکوپی را تشکیل می‌دهند که در امتداد آن سلول‌های عضلانی رشد می‌کنند. به نظر می‌رسد که وقتی فنرهای پروتئینی کشیده می‌شوند، سلول‌های عضلانی به سادگی به چرخش در می‌آیند. آن‌ها به دنبال تکرار این ساختار طبیعی، کشسان و محافظ سلولی به عنوان یک ماده بافت مصنوعی بودند. برای انجام این کار، ابتدا صدها هزار نانوالیاف تولیدشده با استفاده از روش الکتروریسی (electrospinning) ایجاد کردند. در این حالت نانوالیاف تولیدشده از مواد زیست‌سازگار مانند سلولز را تولید نمودند. سپس الیاف همترازشده را با هم دسته‌بندی کردند و آن‌ها را به آرامی پیچ دادند تا به شکل مارپیچ و سپس یک فنر محکم درآید و سرانجام شبیه به نخ با اندازه‌ای حدود نیم میلی‌متر شود. در نهایت، آن‌ها سلول‌های زنده را در امتداد هر فنر، از جمله سلول‌های عضلانی، سلول‌های بنیادی مزانشیمی و سلول‌های سرطانی سینه قرار دادند.

هدف این گروه، ساخت فنرهای مشابه از سایر مواد زیست‌سازگار مانند ابریشم است که در نهایت می‌تواند به یک بافت آسیب‌دیده تزریق شود. این فنرها می‌توانند یک داربست موقت و انعطاف‌پذیر برای رشد سلول‌های جدید ایجاد کنند. هنگامی که سلول‌ها به طور موفقیت‌آمیز یک جراحت را ترمیم کردند، داربست می‌تواند از بین برود.

منبع : https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=52666.php

نظر شما