مهندسی بافت

الهام از طبیعت برای ساخت داربست‌ های چند بافتی

دانشمندان با الهام از طبیعت، نوعی روش چاپ سه بعدی برای تشکیل داربست‌های چند جزئی ارائه کردند تا بافت‌های مهندسی‌شده، همانند بافت‌های طبیعی، سازماندهی شوند. طی این روش، محققان، از ترکیبات تعیین‌کنندۀ سرنوشت سلولی که در طبیعت برای تشکیل بافت به کار می‌رود، در جوهرهای چاپگرهای سه بعدی خود استفاده کردند، بر اساس حضور و غلظت هر یک از این ترکیبات راهنما، سلول‌های درون داربست، هر کدام به سلول و بافت ویژه‌ای تمایز پیدا کرده و به این صورت بافت‌های متفاوتی درون یک داربست ایجاد می‌شود.


اندام‌ها، ماهیچه‌ها و استخوان‌ها متشکل از سلول‌ها و بافت‌های متنوعی هستند که برای انجام یک عمل ویژه به دقت سازماندهی شده‌اند. برای مثال، غضروف مفصلی، مادۀ حمایتی برای حفاظت از دو سر استخوانی که در مفصل به هم می‌رسند فراهم می‌کند و از طریق ناحیه‌ای به نام بافت استخوان-غضروفی با استخوان در ارتباط تنگاتنگ است. فقدان یا آسیب غضروف مفصلی موجب دردی ناتوان کننده می‌شود.

برخلاف برخی از بافت‌ها، غضروف فاقد رگ‌های خونی است و به همین‌ علت نمی‌تواند بازسازی و ترمیم شود. پس از آسیب، تحلیل غضروف پیشروی کرده و منجر به آرتروز می‌شود که تقریباً 27 میلیون آمریکایی را درگیر کرده است.

مداخلۀ پزشکی تنها راه احیای بافت غضروف-استخوان است. با این حال، لازم به ذکر است که استخوان و غضروف، هردو، در عملکرد صحیح اندام، طی بازسازی غضروف، دخالت دارند و لازم است که غضروف بازسازی شده فوراً به استخوان زیرین خود، به خوبی متصل شود.

ایجاد یک اندام از دو بافت متفاوت یک چالش بزرگ است. برای این منظور، به یک روش مهندسی بافت نیاز است که از روش تشکیل چندجزئی بافت‌های طبیعی تبعیت کند. هم‌اینک محققان گام بزرگی در این رابطه برداشتند. آن‌ها با یک شیوۀ جدید توانستند سازماندهی فضایی و رفتار موقعیتی هر سلول را کنترل کنند. آنها نشان‌ دادند که چگونه می‌توان از این شیوه برای ساخت داربست پیوسته و سازمان‌یافته برای تولید دو بافت متفاوت در یک اندام استفاده کرد.

محققان برای ساخت داربست از پلیمرهای زیستی قابل تجزیه استفاده کردند. از داربست‌ها به صورت گسترده در مهندسی بافت به منظور حمایت ساختاری سلول‌ها استفاده می‌شود؛ به علاوه، داربست‌ها حاوی نوعی راهنماهای شیمیایی (از جنس پپتیدهای متفاوت) هستند که هرکدام به سلول‌ها سیگنال می‌دهند به چه سلولی تمایز پیدا کرده یا چه بافتی را بسازند. از داربست‌ها طی مراحل اولیۀ بازسازی بافت استفاده می‌شود. با این حال، بعد از پیوند و همزمان با تشکیل بافت جدید، پلیمرهای داربست تجزیه می‌شوند.

محققان برای ساخت داربست از چاپگرهای سه بعدی استفاده می‌کنند و سپس سلول‌های بنیادی را درون آن‌ها می‌کارند. جوهر این چاپگرها از پلیمرهای زیستی قابل تجزیه و انواعی از پپتیدها تشکیل شده است که هرکدام باعث تمایز سلول و تشکیل بافت ویژه‌ای می‌شود. محققان توالی آمینواسیدی هر یک از این پپتیدها را از پپتیدهای راهنمای طبیعی بدن استخراج کردند. حضور و غلظت هر یک از پپتیدها تعیین‌کنندۀ سرنوشت سلول‌های کاشته شده و ترکیب بافت‌‌ها است.

در واقع بر اساس تلاش این محققان، محیطی برای احیا و بازسازی دو بافت متفاوت در یک داربست، فراهم شد. آن‌ها داربستی با راهنماهای صحیح برای ایجاد غضروف و استخوان در کنار هم ساختند. پیش از این دو داربست با بافت‌های متفاوت در کنار هم چسبانده می‌شد. اما بر اساس این روش، شما می‌توانید یک داربست واحد حاوی دو بافت متفاوت داشته باشید و دیگر نگران شکست مکانیکی حدفاصل بین دوبافت چسبانده شده، نباشید.

توسط
Scienmag
منبع
ROYAL SOCIETY OF CHEMISTRY
برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن