«نانواستخوان»؛ جایگزینی برای پیوند استخوان
- لینک مفید:محققان مهندسی نانوذرات متخلخلی را برای پزشکی
- بیشتر بدانید:نانوبادیها درمانی برای افسردگی مقاوم به درمان
- بیشتر بخوانید:نانوالیاف برای بهبود شکستگی استخوان ساخته شد
«نانواستخوان» زیستتخریبپذیر میتواند روزی به رشد مجدد استخوان بدون پیوند دردناک کمک کند
برای کودکانی که با شکاف لب و کام متولد میشوند، ترمیم شکافهای استخوان فک اغلب به معنای انتظار تا ۱۰ تا ۱۲ سالگی و سپس انجام جراحی تهاجمی پیوند استخوان است. محققان دانشگاه سیدنی یک ماده «نانواستخوان» زیستتخریبپذیر تولید کردهاند که به بدن اجازه میدهد تا از خواص درمانی خود برای رشد مجدد استخوان استفاده کند و جایگزین بالقوهای در آینده برای رویههایی ارائه دهد که در بیش از ۵۰ سال تغییر کمی داشتهاند.
در درازمدت، محققان امیدوارند که این فناوری بتواند درمان را در سنین بسیار پایینتر در دوران کودکی امکانپذیر کند و نیاز به سالها انتظار برای پیوند استخوان را کاهش دهد.
این مطالعه که در ACS Nano منتشر شده و توسط محققان دانشکده دندانپزشکی دانشگاه سیدنی، مرکز چارلز پرکینز و سیدنی نانو، با همکاری دانشگاه کوئینزلند، توسعه یافته است، نشان داد که در یک مدل استخوانی پیشبالینی، این ماده تقریباً ۸۰ درصد استخوان جدید بیشتر از یک ماده کنترل پس از هشت هفته تولید کرد.
همچنین یک فاکتور رشد کلیدی ترمیم استخوان را در حدود ۱۰ برابر سطح حاصل از روشهای مرسوم فعال کرد.
دانشیار چون شو، محقق ارشد و عضو سیدنی هورایزن در دانشکده پزشکی و بهداشت، گفت: «این ماده سیگنالهای ترمیم خفته را در بدن فعال میکند و آبشاری از فرآیندهای بهبودی را آغاز میکند که سلولهای بنیادی استخوانساز را جذب کرده و رشد استخوان جدید را تحریک میکند.»
شکاف لب و کام یک نقص مادرزادی است که حدود ۱ از ۷۰۰ کودک را تحت تأثیر قرار میدهد. این اتفاق زمانی رخ میدهد که قسمتهایی از لب فوقانی یا سقف دهان در دوران بارداری به طور کامل جوش نمیخورند.
ترمیم شکافهای استخوان فک میتواند یکی از پیچیدهترین مراحل درمان باشد و تأثیرات مادامالعمری بر گفتار و اعتمادبهنفس داشته باشد.
ژو گفت: «یکی از بزرگترین چالشها برای کودکانی که با شکاف لب و کام متولد میشوند، ترمیم نقص استخوان در فک است.»
«در حالی که برخی از کودکان با نقصهای جزئی در نوزادی درمان میشوند، بسیاری از بیماران باید تا حدود ۱۰ تا ۱۲ سالگی صبر کنند تا جراحان بتوانند استخوان را از قسمت دیگری از بدن گرفته و به محل نقص پیوند بزنند.
«این بدان معناست که بسیاری از کودکان سالها با مشکلات زندگی میکنند. این میتواند بر تنفس، غذا خوردن و گفتار آنها تأثیر بگذارد. از همه دلخراشتر، میتواند تأثیر زیادی بر اعتمادبهنفس و رشد اجتماعی آنها داشته باشد.»
«هدف بلندمدت ما توسعه موادی است که به بدن کمک میکند تا به طور طبیعی استخوان را بازسازی کند و نیاز به این روشهای تهاجمی و دردناک را کاهش دهد. امیدواریم که این امر بتواند درمان را بسیار زودتر از آنچه امروز امکانپذیر است، ممکن سازد.»
آموزش بدن برای ترمیم خود
سالانه بیش از ۴ میلیون عمل ترمیم استخوان در سراسر جهان انجام میشود. رویکردهای فعلی معمولاً شامل پیوند استخوان گرفتهشده از بیمار یا مواد مشتقشده از حیوانات است که عمدتاً بهعنوان پرکنندههای ساختاری عمل میکنند.
این ماده جدید، یک نانوماده کلسیم آلومینوسیلیکات، بهجای ارائه فاکتورهای رشد مصنوعی، یک فاکتور رشد طبیعی به نام فاکتور رشد تبدیل نهفته β1 (TGF-β1) را که از قبل در بدن وجود دارد، فعال میکند.
پس از فعالشدن، سلولهای بنیادی استخوانساز را به محل آسیب جذب کرده و آنها را به تبدیلشدن به سلولهای تولیدکننده استخوان تشویق میکند. با گذشت زمان، این فرآیند بافت خود بدن را جایگزین میکند.
این ماده همچنین لختهشدن خون را در حدود ۳۰ ثانیه افزایش داد و به تثبیت محل آسیب در مراحل اولیه ترمیم کمک کرد.
شو گفت: «بدن ما از قبل بسیاری از سیگنالهای مورد نیاز برای ترمیم بافت را دارد. ما مادهای را توسعه دادهایم که میتواند به فعالشدن آن سیگنالها در مکان و زمان مناسب کمک کند. بهجای تأمین فاکتورهای رشد خارجی، بدن را تشویق میکنیم که از پتانسیل ترمیم خود استفاده کند.»
ترمیم استخوان شخصیسازیشده
این مطالعه اولین مطالعهای است که یک پلتفرم نانومواد واحد را نشان میدهد که لختهشدن سریع خون، فعالسازی فاکتورهای رشد نهفته بدن، جذب سلولهای بنیادی استخوانساز و بازسازی استخوان پیشرفته را با هم ترکیب میکند.
در حالی که این فناوری هنوز در مرحله پیشبالینی است و آزمایشهای بیشتری قبل از شروع آزمایشهای انسانی مورد نیاز است، محققان معتقدند که میتواند کاربردهایی فراتر از شکاف لب و کام، از جمله آسیبهای تروماتیک، از دست دادن دندان و سایر نقصهای استخوانی که ترمیم آنها دشوار است، داشته باشد.
ژو و تیمش همچنین در حال بررسی چگونگی گنجاندن این ماده در داربستهای چاپ سهبعدی شخصیسازیشده هستند که برای مطابقت با نقص استخوانی هر بیمار طراحی شدهاند.
او گفت: «هر بیمار متفاوت است و هر نقص استخوانی نیز متفاوت است. در آینده، ما امیدواریم که این مواد را با فناوریهای پیشرفته چاپ سهبعدی ترکیب کنیم تا درمانها بتوانند متناسب با نیازهای خاص هر بیمار تنظیم شوند.»
تاریخ:1405/6/15
مهسا نعمتی
