به نقل از «ایسنا»

هیدروژلی که جایگزین استخوان‌های از دست رفته بدن می‌شود

تاریخ انتشار: ۱۸ فروردین ۱۴۰۳ | کد خبر: ۴۰۰۷۴۱۵۴

گروهی از محققان کشورمان با استفاده از سلول‌های مزانشیمی و نانو ذرات، هیدروژلی برای ترمیم استخوان‌های از دست رفته عرضه کردند که از قابلیت رهایش اکسیژن و یون منیزیم برخوردار است.

به گزارش ایسنا، مینا ملکی که این پروژه را تحت عنوان «تمایز استخوانی سلول‌های بنیادی مزانشیمی در داربست هیدروژلی با قابلیت رهایش اکسیژن و یون منیزیم» با راهنمایی دکتر رضا کریمی صوفلو و با هدایت دکتر اکبر کارخانه در دانشگاه امیرکبیر اجرایی کرده است، در این باره گفت: در بیماری سرطان استخوان، بعد از جراحی تومور، بخش خالی در ساختار استخوان‌ها ایجاد می‌شود و یا به دلیل سوانح جاده‌ای بخشی از استخوان‌ها از دست می‌روند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

برای پر کردن این بخش‌های خالی، نیاز به پیوندهای استخوانی است.

وی با بیان اینکه این پیوندهای استخوانی، از بدن خود فرد یا افراد کاندیدا گرفته می‌شود، اظهار کرد: این استخوان‌های پیوندی دریافت شده از بدن دارای محدودیت‌های زیادی هستند؛ چرا که نمی‌توان از استخوان‌های فرد، بخش زیادی برداشت و از سوی دیگر پیوند استخوان از بدن فرد دیگر منجر به پس زدن بافت توسط سیستم ایمنی و در نهایت عفونت‌های گسترده می‌شود.

ملکی خاطر نشان کرد: به منظور غلبه بر این محدودیت‌ها، مهندسی بافت با ساخت داربست‌ها و با کمک از سلول‌های بنیادی در تلاش است تا از قابلیت تمایز و تبدیل سلول‌های بنیادی به استخوانی بهره ببرد.

مجری طرح با اشاره به اجرای طرح تحقیقاتی در این زمینه، توضیح داد: ما در این مطالعات با استفاده از مواد طبیعی و ارزان‌قیمت و در دسترس بومی کشور، یعنی پیله‌های ابریشم و بیوپلیمر طبیعی الژینات، موفق به ساخت یک هیدروژل شدیم که وقتی در دمای ۳۷ درجه سانتی‌گراد یعنی دمای بدن قرار گیرد، تبدیل به ژل شده و می‌تواند کاملا داخل حفره خالی را پر کند.

به گفته وی، این هیدروژل در واقع یک محیط امن برای سلول‌های بنیادی است؛ چرا که این سلول‌ها از بافت‌های چربی استخراج شده است و درون هیدروژل قرار گرفته است.

این دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر با بیان این که تا به حال از این طرح، یک مقاله علمی در مجله معتبر جهانی و یک کنفرانس و دو مقاله علمی پژوهشی دیگر در حال چاپ است، خاطر نشان کرد: طراحی مهندسی این هیدروژل به گونه‌ای است که به سلول‌های بنیادی تا زمان تشکیل شدن رگ‌ها، اکسیژن به بافت می‌رساند. از طرفی یون منیزیم که کنترل شده منتشر می‌شود، باعث تمایز سلول‌های استخوانی می‌شود. ما برای این موضوع نانوذره منیزیم پراکسید را با روشی ساختیم که در شرایط پیچیده بدن به شکل کنترل شده به اکسیژن و منیزیم تبدیل شوند.

وی با تاکید بر اینکه برای ساخت حامل‌هایی که این نانوذرات را در داخل هیدروژل‌ها نگهداری کنند، از یک روش کاملا جدید استفاده شد، یادآور شد: این روش در عین سادگی مواد مورد استفاده در حامل نیز کاملا با بدن و سلول‌ها سازگارند و بعد از مدت زمان انتشار مواد، کاملا از بین رفته و مواد سمی از خود به جا نمی‌گذارند.

ملکی با اشاره به نحوه ساخت این هیدروژل، گفت: در مرحله اول، نیاز به ماده‌ای داشتیم که هم به سلول‌ها اکسیژن مناسب و کافی برساند، هم سلول‌ها را ترغیب به ساخت سریع‌تر رگ‌های خونی کند که در نهایت از منیزیم پراکسید استفاده کردیم. یون منیزیم می‌تواند سلول‌های بنیادی را ترغیب به تمایز به سلول استخوانی و ساخت رگ‌ها کند. از طرفی اکسیژن‌رسانی هم با استفاده از همین نانوذرات صورت می‌گیرد.

مجری طرح با بیان اینکه این نانوذرات برای اینکه به میزان دلخواه و مورد نیاز سلول، این مواد را فراهم کنند، باید به شکل ویژه‌ای ساخته می‌شدند، اظهار کرد: اما چالش بعدی ساخت یک حامل مناسب برای این نانوذرات بود. مواد مورد استفاده برای ساخت حامل باید در زمان تشکیل بافت استخوان جدید، کاملا از بین برود و مواد سمی از خود بر جای نگذارند و از طرفی وظیفه آزاد کردن منیزیم و اکسیژن را به خوبی انجام دهند. در نهایت موفق شدیم یک حامل کاملا جدید با ویژگی‌های مورد نظر بسازیم.

به گفته این محقق، این هیدروژل در بخش‌های جراحی استخوان و پیوندهای استخوانی، بخش‌های زیبایی و در صنعت داروسازی برای دارورسانی هدفمند می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. این هیدروژل می‌تواند جایگزینی برای بخش‌های از دست رفته استخوان به دلیل تولید بافت استخوان طبیعی توسط سلول‌های بنیادی، استفاده از حامل‌ها برای دارورسانی هدفمند باشد.

انتهای پیام

منبع: ایسنا

کلیدواژه: استخوان هيدروژل فناوري نانو شرکت های دانش بنیان استخوان صندوق نوآوری و شکوفایی سلول های بنیادی استخوان ها سلول ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۴۰۰۷۴۱۵۴ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

دانشمندان چهره یک نئاندرتال ۷۵ هزار ساله را بازسازی کردند

یک زن ۴۰ ساله ۷۵ هزار سال قبل در غاری دفن شده بود. دست چپش زیر سرش حلقه شده و سنگی زیر سرش گذاشته شده بود که احتمالا به عنوان بالشتک در آن جا قرار داشته است. دانشمندانی که بقایای او را مطالعه می‌کردند با قرار دادن استخوان‌های جمجمه موفق به بازسازی چهره این زن شدند.

به گزارش ایسنا، این زن که به نام شانیدر زی(Shanidar Z) معروف است، در غاری در کردستان عراق در سال ۲۰۱۸ پیدا شد. این زن یک نئاندرتال یا نوعی انسان باستانی است، حدود ۴۰ هزار سال پیش ناپدید شدند.

به نقل از سی‌ان‌ان، دانشمندانی که بقایای او را مطالعه می‌کنند، با زحمت ۲۰۰ قطعه استخوان جمجه او را طی ۹ کنار هم قرار دادند. آنها از خطوط صورت و جمجمه این زن برای بازسازی استفاده کردند تا بفهمند او چه شکلی بوده است.

دکتر اما پومروی(Emma Pomeroy)، دیرین انسان‌شناس و دانشیار دپارتمان باستان شناسی دانشگاه کمبریج که اسکلت را از زیر خاک بیرون آورد می‌گوید: جمجمه‌های نئاندرتال‌ها با برجستگی‌های قابل توجه و بدون چانه متفاوت از جمجمه‌های گونه خودمان به نظر می‌رسند. بازسازی صورت شانیدر زی نشان می‌دهد که این تفاوت‌ها ممکن است در زندگی واقعی آنها آنقدر فاحش نبوده باشد.

پومروی اضافه کرد: او در واقع نسبت به اندازه‌اش چهره بزرگی دارد. او برآمدگی‌های ابروی بزرگی دارد که معمولا ما آنها را نمی‌بینیم.

نئاندرتال‌ها حدود ۳۰۰ هزار سال در سراسر اروپا، خاورمیانه و کوه‌های آسیای مرکزی زندگی کردند و حدود ۳۰ هزار سال با انسان‌های امروزی همپوشانی داشتند. تجزیه و تحلیل دی‌ان‌ای انسان‌های امروزی نشان داده است که در این زمان، نئاندرتال‌ها و هومو ساپینس‌ها گهگاه با یکدیگر برخورد می‌کردند.

تحلیل جدید

هنگامی که پومرو برای اولین بار این اسکلت را با حفاری خارج کرد، جنسیت آن بلافاصله مشخص نشد زیرا فقط نیمه بالایی بدن حفظ شده بود و فاقد استخوان‌های لگنی بود. گروهی که در ابتدا بقایای آنها را مورد مطالعه قرار دادند، بر روی یک روش نسبتا جدید تکیه کردند که شامل تعیین توالی پروتئین‌ها در داخل مینای دندان برای تعیین جنسیت شانیدر زی بود.

این محققان از دانشگاه‌های کمبریج و لیورپول با مقایسه طول و قطر استخوان‌های بازوی او با داده‌های مربوط به انسان‌های امروزی، قد این نمونه را حدود ۵ فوت(۱.۵ متر) تخمین زدند. تجزیه و تحلیل ساییدگی دندان‌ها و استخوان‌ها نشان داد که او در زمان مرگ در اواسط دهه ۴۰ زندگی خود بوده است.

پومروی می‌گوید: این یک تخمین معقول است، اما ما نمی‌توانیم ۱۰۰ درصد مطمئن باشیم، که آنها مسن‌تر نبوده‌اند. آنچه می‌توانیم بگوییم این است که این کسی است که عمر نسبتاً طولانی داشته است. برای آن جامعه، آنها احتمالا از نظر دانش و تجربه زندگی بسیار مهم بودند.

غاری که شانیدر زی در آن دفن شده بود در میان باستان شناسان مشهور است زیرا یک گور نئاندرتال که در سال ۱۹۶۰ در آنجا کشف شد، محققان را به این باور رساند که ممکن است نئاندرتال‌ها مردگان خود را با گُل دفن کرده باشند و این اولین چالش در برابر دیدگاه رایجی بود که انسان‌های باستانی را نادان و بی‌رحم می‌دانست. با این حال، تحقیقات بعدی توسط گروه پومرو، نظریه تدفین با گُل را مورد تردید قرار داده است.

در عوض، آنها گمان می‌کنند که گرده کشف شده در میان گورها ممکن است از طریق زنبورهای گرده افشان وارد گور شده باشد. با این حال، در طول سالها دانشمندان شواهد فزاینده‌ای از هوش و پیچیدگی نئاندرتال‌ها، از جمله هنر و ابزار پیدا کرده‌اند.

نئاندرتال‌ها بارها به غار شانیدر بازگشتند تا مردگان خود را دفن کنند. تحقیقات نشان داده است که بقایای ۱۰ نئاندرتال در این مکان کشف شده که به نظر می‌رسد نیمی از آنها عمدا پشت سر هم دفن شده‌اند.

شاید نئاندرتال‌ها مردگان خود را با دسته‌های گل تجلیل نمی‌کردند، اما تحقیقات نشان می‌دهد که ساکنان غار شانیدر احتمالا گونه‌ای همدل بودند. به عنوان مثال، یک نئاندرتال مرد که در آنجا دفن شده بود، ناشنوا بود و با ضربه‌ای به بازو و سرش فلج شده بود که احتمالاً او را تا حدی نابینا می‌کرد، اما او مدت زیادی زنده بود، بنابراین طبق تحقیقات باید از او مراقبت می‌شد.

پومروی می‌گوید که شانیدر زی اولین نئاندرتالی است که در بیش از ۵۰ سال گذشته در این غار پیدا شده است، اما این مکان هنوز هم می‌تواند بستری برای اکتشافات بیشتر باشد.

بازسازی جمجمه

پومروی بازسازی جمجمه شانیدر زی را که نسبتا بلافاصله پس از مرگ له شده بود، به عنوان یک «پازل سه بعدی با حساسیت بالا» توصیف کرد.

استخوان‌های فسیل شده در بلوک‌های کوچکی از رسوبات غار برداشته شده و در فویل پیچیده شدند و محققان آنها را برای تجزیه و تحلیل به دانشگاه کمبریج فرستادند.

در آزمایشگاه کمبریج، محققان از هر بلوک میکرو سی‌تی اسکن گرفتند و از اسکن‌ها برای هدایت استخراج قطعات استخوانی استفاده کردند. دکتر لوسیا لوپز پولین(Lucía López-Polín)، همکار پومروی، محافظ باستان شناسی از موسسه کاتالان برای دیرینه اکولوژی انسانی و تکامل اجتماعی در اسپانیا، بیش از ۲۰۰ تکه جمجمه را با چشم کنار هم قرار داد تا آن را به شکل اولیه خود بازگرداند.

این گروه جمجمه بازسازی شده را اسکن و پرینت سه بعدی کردند، که پایه و اساس سر بازسازی شده‌ای را شکل داد که توسط دیرینه هنرمندان دوقلوی دانمارکی، آدری و آلفونس کنیس(Adrie and Alfons Kennis)، لایه‌هایی از ماهیچه و پوست روی آن قرار بگیرد.

انتهای پیام