درمان بهینه آسیب‌های ماهیچه‌ای به کمک نانوساختارهای گرافنی

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، اخیراً، مواد کامپوزیتی حاوی گرافن و اکسید گرافن کاربردهای زیادی در زمینه مهندسی بافت یافته‌اند. یکی از مهم‌ترین مسائل در حوزه مهندسی بافت، ایجاد زیست سازگاری بالا به‌منظور برقراری شرایط مناسب برای رشد سلول خارج از محیط بدن است. طی دهه‌های اخیر، غشاهای نانولیفی پلیمری و مواد نانوساختار پایه کربن جهت استفاده در مهندسی بافت به‌عنوان داربست معرفی شده‌اند. همچنین، صفحات گرافن و اکسید گرافن به دلیل برخورداری از خواص فیزیکوشیمیایی و زیست سازگاری بالا، توجهات بسیاری را در حوزه‌های مختلفی نظیر حسگرهای زیستی و دارورسانی هوشمند به خود جلب کرده‌اند.

به گفته دکتر سیم‌زر حسین‌زاده، در پژوهش حاضر با استفاده از پلیمرهای رسانا و نانوصفحات گرافن و اکسید گرافن محیطی مناسب برای کشت سلول‌های ماهیچه‌ای خارج از محیط بدن فراهم شده است.

هزینه تولید این داربست‌ها نسبت به نمونه‌های مشابه پایین‌تر است. همچنین عوارض جانبی استفاده از این داربست‌ها جهت کشت سلولی خارج از بدن نیز به دلیل استفاده از مواد افزودنی کمتر، کمتر است.

حسین‌زاده در خصوص اجزای به ‌کار رفته و خواص آنها گفت: «با توجه به اینکه ماهیچه در محیط بدن در یک محیط رسانا قرار گرفته است و با توجه به رسانا بودن پلیمر پلی‌آنیلین، از نانوالیافی از جنس پلیمر مذکور به ‌عنوان زمینه داربست استفاده شده است. همچنین از نانوصفحات گرافن و اکسید گرافن جهت افزایش بیش ‌از پیش رسانایی و همچنین بهبود عملکرد مکانیکی و زیست‌سازگاری پلی‌آنیلین بهره‌گیری شده است. استفاده از نانوذرات باعث می‌شود با مقدار بسیار کمتری از آنها به رسانایی، خواص مکانیکی و زیست سازگاری مطلوب رسید».

وی در رابطه با روند اجرای این طرح افزود: «در ابتدا نانوصفحات گرافن و اکسید گرافن با شرایط بهینه سنتز شدند. در مرحله بعد نانوالیاف پلیمری پلی‌آنیلین به روش الکتروریسی تهیه شد و سپس مقادیر مختلفی از نانوصفحات گرافنی و اکسید گرافن به این نانوالیاف اضافه شدند و شرایط بهینه برای سنتز داربست نهایی تعیین شد. در ادامه با انجام آزمون‌های رسانایی، زیست سازگاری و مکانیکی، بهترین داربست‌ها برای کشت سلولی انتخاب شد. در نهایت کشت سلولی در داربست‌های مورد نظر انجام شد و عملکرد آنها از منظر تکثیر و تمایز سلول‌ها مورد ارزیابی قرار گرفت».

بر اساس مشاهدات انجام‌شده، افزوده شدن نانوصفحات گرافنی به داربست‌ها موجب افزایش هدایت الکتریکی آنها شده که این موضوع افزایش تمایز سلولی را در پی داشته است. به‌علاوه، نانوصفحات گرافن و گرافن اکسید هر کدام رفتار متمایزی در برابر این موضوع از خود بروز داده‌اند.

این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر سیم‌زر حسین‌زاده، پژوهشگر مرکز تحقیقات و فناوری بن یاخته، دکتر مسعود سلیمانی، عضو هیأت علمی دانشگاه تربیت مدرس، دکتر شادی هاتمی، محقق دوره پسادکترای دانشگاه صنعتی شریف و متین محمودی فرد، دانشجوی دکترای دانشگاه صنعتی شریف است.