ایمپلنتی که استخوان را بازسازی می‌کند_بام وطن

یک پژوهش تازه مهندسی زیستی به ترمیم استخوان‌های صدمه دیده بدون تشکیل عوارض جانبی منفی که در دیگر درمان‌ها دیده می‌شود، پشتیبانی می‌کند.

به نقل از مدیکال اکسپرس، به حرف های دانشمندان انتظار می‌رود این پیشرفت به نتایج بهتری برای بیماران منجر شود.

پژوهشگران می‌گویند، این کشف می‌تواند راه را برای درمان‌های نوآورانه هموار کند و به افراد مبتلا به صدمه‌های شدید اسکلتی یا بیماران سرطانی که از دست دادن استخوان را توانایی کرده‌اند، با ترویج رشد مجدد بافت استخوان پشتیبانی کند.

دانشمندان اسکاتلندی در دانشگاه گلاسکو راهی تازه برای مهار تاثییر شفابخش قوی «عوامل رشد» که مولکول‌های طبیعی می باشند که فرآیندهای بازسازی بدن را تسهیل می‌کنند، یافته‌اند.

ساخت یک ایمپلنت جراحی با پلیمر ارزان قیمت

عوامل یا فاکتورهای رشد در زیست‌شناسی رشد الزامی می باشند و رشد بدن را از نوزادی تا بزرگسالی تنظیم می‌کنند. علاوه بر این، آنها نقش مهمی در روال بهبودی بدن بعد از صدمات دارند و فرآیندهای پیچیده‌ای را اغاز می‌کنند که به طور موثر بافت‌های صدمه دیده را ترمیم و مجدد به هم متصل می‌کند.

پژوهشگران دانشگاه گلاسکو از یک پلیمر ارزان قیمت به نام پلی(اتیل آکریلات) یا PEA برای ساخت این ایمپلنت جراحی منفعت گیری کردند که می‌تواند در محل نقص استخوان تعبیه شود.

ویژگی‌های منحصر به‌ فرد سطح این ایمپلنت به پژوهشگران اجازه داد تا عوامل رشد غیرفعال بدن را شناسایی و مطمعن حاصل کنند که آنها فقط در جایی که ملزوم است اغاز به کار می‌کنند.

دکتر اودش داوان پژوهشگر دانشکده مهندسی جیمز وات در دانشگاه گلاسکو او گفت: فرآیندهای بیولوژیکی که زیربنای این مطالعه می باشند، برای بیشتر از دو دهه است که شناسایی شده‌اند، اما این اولین بار است که برای تشکیل این تاثییر احیاکننده به کار گرفته خواهد شد.

او گفت: توانایی رساندن پروتئین‌های بی‌حرکت به طور مستقیم به محل درمان از این طریق، کنترل زیاد بیشتری بر چگونگی فعال شدن عوامل رشد و اغاز روال بهبودی فراهم می‌کند. این چنین در غلظت‌های زیاد پایین‌تری نسبت به درمان‌های قبلی عمل می‌کند و به به حداقل رساندن زیاد تر گمان رشد استخوان‌های ناخواسته در خارج از محل نیاز به بهبود پشتیبانی می‌کند.

فیبرونکتین به سلول‌ها پشتیبانی می‌کند به هم بچسبند و رشد کنند

تحقیقات قبلی توسط این تیم نشان داد که PEA با فیبرونکتین که یک پروتئین زیاد در بدن انسان است که علتافزایش چسبندگی و رشد سلولی می‌شود، تعامل می‌کند و شبکه‌هایی در مقیاس نانو را روی سطح آن راه اندازی می‌دهد.

همین طور که این شبکه شکل می‌گیرد، شکل فیبرونکتین را تحول می‌دهد و برخی از اسیدهای آمینه حاضر در مولکول فیبرونکتین را در معرض دید قرار می‌دهد. این آمینو اسیدها به طور طبیعی در بدن برای پشتیبانی به اتصال سلول‌ها و این چنین ذخیره پروتئین‌های غیرفعال منفعت گیری خواهد شد.

این تیم یک قطعه پروتئین نوترکیب به نام عامل رشد نهفته پیوند دهنده بتا-۱ یا rLTBP1 را روی شبکه فیبرونکتین انداخت و علتچسبیدن این دو پروتئین به هم شد و rLTBP1 همانند آهنربایی برای پروتئینی به نام TGF-β۱ عمل کرد که سلول‌های عامل رشد را در بدن تشویق می‌کند تا بافت استخوانی تازه را در دوزهای پایین تشکیل کنند.

مولکول‌های TGF-β۱ در یک مجموعه پروتئینی به نام LAP به دام می‌افتند که توانایی پروتئین برای تشویق بازسازی استخوان را تا وقتی که نیاز باشد، غیرفعال نگه می‌دارد.

مزایای شگرف این درمان تازه در محیط‌های بالینی

دکتر داوان اظهار داشت که این یک قدم تازه در مسیری درست است، اما سیستم‌های فیزیولوژیکی بیشتر از آنچه می‌توانیم فکر کنیم به هم مرتبط می باشند و این که چطور این استراتژی تازه بر دیگر اجزای حیاتی بدن همانند سلول‌های ایمنی تأثیر می‌گذارد، تا این مدت نیاز به برسی دارد.

با این حال، این نتایج زیاد دلگرم کننده می باشند که نشان خواهند داد این درمان تازه می‌تواند مزایای شگرف در تنظیمات بالینی برای تشویق بازسازی استخوان داشته باشد.

محققان لوله‌های پلاستیکی کوچک را با PEA، فیبرونکتین و rLTBP1 پوشش دادند. سپس پتانسیل این ایمپلنت‌ها را برای بازسازی استخوان در نقص بحرانی در موش‌ها نشان دادند و در طول مطالعه، موش‌ها با بازسازی کامل نقص استخوان روبه رو شدند.

پشتیبانی به رشد مجدد استخوان بیماران

پروفسور سالمرون سانچز یکی از مدیران مرکز ریزمحیط سلولی دانشگاه گلاسکو اظهار داشت که رویکرد آنها برای کنترل فعال شدن عوامل رشد می‌تواند زمان‌های جدیدی را برای بیماران در آینده تشکیل کند.

وی او گفت: این می‌تواند به رشد مجدد استخوان برای بیمارانی که قسمت‌های بزرگی از بافت استخوان خود را به علت بیماری‌هایی همانند سرطان یا در تاثییر حوادث جدی از دست داده‌اند، پشتیبانی کند و کیفیت زندگی زیاد بالاتری را برای آنها فراهم کند.

این مطالعه در مجله Advanced Materials انتشار شده است.