رباط‌هایی از جنس ابریشم

مریم شریفی اقدم، دانشجوی دکترای نانو پزشکی دانشگاه علوم پزشکی تهران، ازجمله محققانی است که نسبت به تاثیر مهندسی بافت و ترکیب آن با نانو در زندگی بشر مخصوصا در سال‌های آینده باور دارد. بر همین اساس، موضوع پایان‌نامه کارشناسی ارشد خود را «ساخت داربست از ابریشم بافته شده با پوشش نانوفیبری برای مهندسی بافت تاندون» انتخاب کرد و بعد از سه سال تلاش و آزمایش موفق شد، اختراعی را به نام خود ثبت کند.

داربست‌هایی از جنس ابریشم

این دانشجوی دکترای نانو در دانشگاه علوم پزشکی تهران درباره موضوع مورد مطالعه خود به جام‌جم می‌گوید: وقتی بخشی از بافت بدن انسان از بین می‌رود، دیگر امکان حمایت مجدد از سلول‌های آن بخش، رشد و تغذیه مجدد وجود ندارد. راهکار نوینی که به عنوان جایگزین روش‌های معمول جراحی برای رفع این مشکل به ذهن انسان رسیده است، ساخت داربستی (مانند داربست‌های ساختمانی) با مواد زیست‌تخریب‌پذیر و سازگار بوده تا به مرور زمان بدون آن که سمی شود یا به بدن آسیب بزند، تخریب و بافت جدید به حالت اولیه و طبیعی خود بازسازی شود.

وی تأکید می‌کند: این داربست‌ها باید متناسب با ویژگی‌های بافت تخریب شده اولیه باشد. مثلا اگر به دنبال ساخت داربست برای بافت استخوان هستیم، داربست باید همچون استخوان سفت و محکم باشد. برای بافت قلب، قابلیت تقلید حرکات را داشته باشد و برای بافت تاندون یا رباط، از مقاومت مکانیکی برخوردار باشد.

به گفته شریفی اقدم، این داربست باید طوری باشد که سلول بتواند روی آن کشت و رشد پیدا کند و شرایط حمایت از سلول را داشته باشد. به همین دلیل برای ساخت آن از ابریشم استفاده شده که مقاومت مکانیکی بالایی دارد.

استفاده از کلاژن در سطح نانو

کلاژن به عنوان سخت‌ترین رشته بافت پیوندی، بیشترین پروتئینی است که در ماتریکس خارج سلولی جانوران وجود دارد، بویژه در انواع بافت پیوندی مانند تاندون و رباط.

این پروتئین در نتیجه یافتن این تحقیق نقش بسیار مهمی داشته است. شریفی اقدم درباره علت استفاده از کلاژن در ساخت این داربست می‌گوید: با وجود آن که ابریشم از مقاومت مکانیکی بالایی برخوردار است و قابلیت رقابت با تاندون طبیعی بدن را دارد، اما بافت خشن آن (در فرم بافته شده) مانع حمایت و برقراری ارتباط آن با سلول‌ها می‌شود. به همین دلیل آن را با استفاده از کلاژن در سطح نانو پوشاندیم.

این محقق تأکید می‌کند: چون بیش از 90 درصد بافت تاندون و رباط از کلاژن تهیه شده است، هر چه ما به بافت طبیعی بدن نزدیک‌تر باشیم احتمال موفقیتمان بیشتر است، ضمن آن که پوشش نانویی مورد استفاده، نانوفیبر بوده است. وی درباره علت استفاده از خاصیت نانومواد در مطالعه خود می‌گوید: نانویی بودن را به این دلیل انتخاب کردیم که سلول براحتی می‌تواند به آن بچسبد. هر چقدر ماده‌ای از نظر ابعاد و اندازه کوچک‌تر شود، نسبت سطح به حجم آن افزایش می‌یابد، همزمان با افزایش سطح، امکان اتصال سلولی بیشتر نیز برای آن فراهم می‌شود. از طرفی منافذی بین آن وجود دارد که باعث می‌شود، تبادل مواد غذایی و ارتباطات سلولی همچنان حفظ شود.

مقایسه روش‌های درمان رباط

رباط یا لیگامان، گروهی از بافت‌های فیبرمانند هستند که در مفاصل قرار دارند و باعث اتصال استخوانی به استخوان دیگر می‌شوند و توانایی مقاومت در برابر کشیدگی را دارند. در عین حال، تاندون‌ها نیز عضلات را به استخوان‌ها متصل می‌کنند. رباط‌ها و تاندون‌ها با وجود مقاوم بودن، گاه ممکن است بر اثر عوامل مختلف دچار آسیب‌دیدگی و پارگی شوند.

شریفی‌اقدم درباره نحوه درمان رباط‌های آسیب‌دیده در شرایط فعلی می‌گوید: در حال حاضر، یکی از روش‌های درمانی، استفاده از مواد سنتزی است که‌ در بدن ماندگار است و جایگزین بافت طبیعی نمی‌شود. اشکال دیگر این مواد پاره شدن آنها بعد از یک سال است. استفاده از نمونه پیوندی سایر قسمت‌های بدن نیز روش دیگری است که از آن بیشتر استفاده می‌شود. با توجه به این که تضعیف قسمتی از بدن به منظور ترمیم بخش دیگر در پزشکی قابل قبول نیست، استفاده از این روش نیز مزیت محسوب نمی‌شود، ضمن آن که بیمار مجبور است به مدت طولانی فیزیوتراپی انجام بدهد تا بافت ترمیم شود.

این دانشجوی دکترای نانو در دانشگاه علوم پزشکی تهران خاطرنشان می‌کند: در مواقعی که امکان تامین بافت از بدن بیمار وجود نداشته باشد، از بافت جسد استفاده می‌شود که خطر پس زدن پیوند و بازگشت مجدد بیمار به اتاق عمل وجود دارد. همه اینها باعث شده رویکرد به این سمت برود که با تولید داربست، بافت‌های طبیعی بدن خود بیمار جایگزین شود.

ذخیره‌سازی سلول برای ساخت رباط

امکان کشت سلول‌های دریافت شده از بدن بیمار روی داربست‌ها در محیط آزمایشگاهی و پیوند آن در مواقع نیاز یکی از قابلیت‌های مهم این روش درمانی است.

شریفی اقدم با بیان این مطلب ادامه می‌دهد: این امکان وجود دارد که هر فردی قبل از آن که عضوی از بدنش دچار آسیب شود، سلول خود را به بانک اعضا ارائه کند تا سلول با کمک بایوراکتورها در محیط آزمایشگاهی پرورش یابد و هر زمان که لازم باشد، بافت پرورش یافته جدید وارد بدن شود.

وی درباره مدت زمان جایگزینی داربست می‌گوید: در صورتی که رباط فردی دچار آسیب شد و نیاز به جراحی داشت، بلافاصله سلول از بدن بیمار دریافت می‌شود و با کشت آن در مدت زمان کوتاهی به روی داربست حاوی ابریشم و کلاژن، نمونه به دست آمده به عضو آسیب‌دیده پیوند زده می‌شود. معمولا یک سال طول می‌کشد که داربست تخریب و جایگزینی با بافت جدید انجام شود.

این دانشجوی دکترای نانوپزشکی دانشگاه علوم پزشکی تهران در پاسخ این پرسش که آیا بعد از پیوند باید داروی خاصی برای حفظ بافت مصرف شود، می‌گوید: چون این داربست‌ها نانویی هستند، می‌توانیم هر دارویی که لازم است، اعم از مواد تغذیه‌کننده بافت یا حتی آنتی‌بیوتیک را روی داربست قرار دهیم تا به مرور با تخریب داربست آنها نیز در بدن آزاد شوند.

وی درباره اقدامات انجام گرفته برای تولید انبوه داربست‌های نانویی و هزینه اولیه برای ساخت نمونه طرح می‌گوید: به دلیل وجود تجهیزات مورد نیاز تحقیق در آزمایشگاه دانشکده فناوری‌های نوین پزشکی، نمونه اولیه با 4 میلیون تومان ساخته شد. البته حمایت‌ آموزشی را نیز از سوی ستاد نانو دریافت کردم، اما تجاری شدن و به تولید رسیدن طرح، نیازمند حمایت و کمک بیشتر است.

شریفی‌اقدم در پاسخ این پرسش که آیا استفاده از این روش درمانی برای بیماران هزینه‌بر است، می‌گوید: با وجود آن که مزیت‌های این روش درمانی قابل مقایسه با روش‌های دیگر نیست و رویکرد جدیدی در جایگزین‌کردن مجدد همان بافت قبلی است، پیش‌بینی می‌کنم هزینه‌های آن تفاوت چندانی با سایر روش‌ها نداشته باشد.

سهیلا فلاحی