ترمیم و بازسازی استخوان‌ها با نانوالیافی جدید ‏

با همکاری پژوهشگران پردیس علوم دانشگاه تهران و مرکز تحقیقات فناوری بن‌یاخته، داربست‌های نانولیفی پلی‌(لاکتیک‌اسید) با پوشش نانوذرات هیدروکسی‌آپاتیت، به منظور استفاده در بازسازی بافت‌های استخوانی تولید شد.
داربست‌های نانولیفی پلی‌ (لاکتیک‌اسید) با خواص فیزیکی، مکانیکی، شیمیایی، زیستی و ریزساختاری مناسب برای ترمیم آسیب‌دیدگی‌های بافت استخوان به همت آقای احسان سیدجعفری، دانشجوی دکتری بیوتکنولوژی پردیس علوم دانشگاه تهران و همکارانش تهیه شد.

آقای سیدجعفری در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه‌ی توسعه‌ی فناوری نانو گفت: “در این مطالعه، داربست‌های نانولیفی پلی‌(لاکتیک‌اسید) به روش الکتروریسی ساخته شد. سپس این داربست‌ها با فرایند پلاسما، مورد اصلاح سطحی قرار گرفتند. البته سطح نانوالیاف با نانوذرات هیدروکسی‌آپاتیت پوشش داده شدند”.
به گفته‌ی آقای سیدجعفری، روش ساخت این داربست‌ها بسیار ساده و ارزان است، به‌طوریکه می‌توان به سادگی تولید این داربست‌‌ها را به مرحله‌ی صنعتی رساند. پوشش‌دادن نانوذرات هیدروکسی آپاتیت روی نانوالیاف باعث می‌شود که این نانوذرات در تماس مستقیم با سلول‌ها و یا بافت‌های اطراف قرار بگیرند، بنابراین اثر زیست‌فعالی آنها برای ترمیم و بازسازی استخوان تقویت ‌می‌شود”.

وی در مورد نتایج حاصل از بررسی‌ها گفت: “بررسی‌های میکروسکوپ الکترونی نشان داد که تمام داربست‌ها دارای ساختار نانولیفی با الیاف مسطح هستند که اصلاحات سطحی هیچ تغییری در ساختار آنها ایجاد نکرده است. همچنین نانوذرات به‌صورت ایده‌آلی روی سطح نانوالیاف قرار گرفتند و تخلخل داربست را نیز تحت تأثیر قرار ندادند. طیف مادون قرمز، وجود پوشش نانوذرات هیدروکسی‌آپاتیت را روی نانوالیاف به‌وسیله‌ی وجود پیک‌های مربوط به این مواد، تأیید کرد. سطوح نانوالیاف نیز بعد از اصلاح سطح، بسیار آب‌دوست شدند و زاویه‌ی تماس سطح به صفر رسید. آزمون‌های رشد و تکثیر سلولی هم زیست‌سازگاری نانوالیاف پوشیده شده با نانوذرات را در مقایسه با سطوح کنترل تأیید کرد. بررسی‌های برون‌تنی تمایز استخوانی سلول‌های بنیادی نامحدود بدنی نیز، افزایش و تسریع تمایز این سلول‌ها به سمت سلول‌های استخوانی بر روی نانوالیاف پلی‌(لاکتیک‌اسید) پوشیده شده با نانوذرات را نشان داد. در نهایت، بررسی‌های برون‌تنی، ۱۰ هفته پس از پیوند این نانوالیاف در زیر پوست موش نشان داد که این داربست‌ها قابلیت القای تشکیل استخوان در بافت‌های غیر استخوانی و همچنین ایجاد تیغه‌های استخوانی را دارند”.
پژوهشگر این طرح افزود: “در مجموع نتایج این مطالعه حاکی از آن است که این داربست جدید، توانایی بسیار بالایی برای پشتیبانی از رشد و تکثیر سلول‌های بنیادی نامحدود بدنی و تسریع تمایز استخوانی آنها در محیط برون‌تنی را دارا است. همچنین داربست‌های با پوشش نانوذرات، توانایی ایجاد استخوان در زیر پوست را بدون حضور فاکتورهای استخوان‌زا دارند”.

جزئیات این پژوهش -که بخشی از رساله‌ی دکتری آقای احسان سیدجعفری است و با راهنمایی دکتر مسعود سلیمانی، مشاوره‌ی دکتر ناصر قائمی و همکاری آقای ایمان شعبانی در گروه زیست‌فناوری پردیس علوم دانشگاه تهران و مرکز تحقیقات فناوری بن‌یاخته انجام شده‌است- در مجله‌یBiomacromolecules‏ (جلد ۱۱، صفحات ۳۱۲۵ – ۳۱۱۸، سال ۲۰۱۰) منتشر شده‌است.
منبع: ستاد نانو