ترمیم، درمان عفونت و کاهش التهابات بافت استخوانی به کمک نانوکامپوزیت چندکاره

به گزارش گروه واحدهای دانشگاه آزاد اسلامی خبرگزاری آنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، سنتز نانوکامپوزیتی چندعملکردی همزمان قادر به پاسخگویی به مسائل مهمی از قبیل از بین‌بردن سلول‌های سرطانی باقیمانده پس از عمل جراحی در بافت استخوان، درمان عفونت پس از عمل و کاهش التهاب شدید در محل کاشتنی هستند. این نانوکامپوزیت دارای خواص مغناطیسی بوده و در مقیاس آزمایشگاهی ساخته شده‌ است.

سرطان استخوان (Osteosarcoma) از دسته بیماری‌های نادری است که غالباً در افراد جوان زیر 20 سال اتفاق می‌افتد و موثرترین راهکار درمانی، حذف تومور از طریق جراحی است. طبق گزارش‌های موجود، پس از حذف تومور، همچنان سلول‌های سرطانی در جداره‌ عیب استخوانی باقی می‌مانند که می‌تواند منجر به بازگشت تومور شود. یکی از راهکارهای مؤثر در حل این موضوع استفاده از داربست‌های استخوانی مغناطیسی به‌عنوان بافت ترمیمی است. این داربست‌ها در مجاورت میدان مغناطیسی خارجی قادر به تولید حرارت به‌صورت موضعی هستند که متعاقباً به مرگ سلول‌های سرطانی منجر می‌شود. این روش درمان هایپرترمیا یا گرمادرمانی نام دارد.

به گفته‌ کارشناس ارشد مهندسی مواد (سرامیک) از دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف‌آباد، هدف اصلی پژوهش حاضر، تولید یک نانوکامپوزیت چند عملکرده به‌منظور کاربرد در حوزه‌ مهندسی پزشکی (زیست مواد) بوده‌ است. در واقع تلاش شده تا نانوکامپوزیتی تولید شود که قابلیت تبدیل‌شدن به داربست سه‌بعدی به‌منظور کاشته شدن در عیوب استخوانی ناشی از حذف تومور سرطانی را دارا باشد.

اشکان بی‌غم عنوان کرد: «با بررسی کلی مشکلات گوناگون کاشتنی‌های استخوانی از قبیل عفونت و التهاب پس از عمل جراحی، تصمیم بر طراحی این ترکیب گرفته شد. این نانوکامپوزیت مغناطیسی به شکل هسته (فریت روی)-پوسته (روی سیلیکات) بوده و انتظار می‌رود افزون بر ترمیم بافت استخوانی بتواند به‌منظور کاربردهای هدفمند دیگر از قبیل رهایسازی دارو، خواص آنتی باکتریال، و هایپرترمیا (سوزاندن سلول‌های سرطانی با گرما) نیز به‌کار گرفته شود.»

بی‌غم توضیح داد: «کاربرد مواد مغناطیسی در مهندسی بافت استخوان، فقط به هایپرترمیا محدود نمی‌شود. در سال‌های اخیر پژوهش‌های نوینی در حوزه‌ اثر مواد مغناطیسی بر بهبود روند درمانی بافت استخوان انجام شده‌است. نتایج حاکی از این است که این مواد در مجاورت میدان مغناطیسی خارجی قادر به جذب سلول‌های استخوان ساز (osteoblast cells) بیشتری در محل کاشتنی هستند و در نتیجه روند درمان تسریع می‌شود.»

وی در مقایسه‌ استفاده از این نانوکامپوزیت در برابر داروهای آنتی بیوتیک نیز گفت: «عفونت و التهاب پس از کاشت مواد استخوانی یکی از معضل‌های همیشگی علم پزشکی است که به طور معمول به‌وسیله تزریق دوزهای بالای داروهای آنتی بیوتیک و ضد التهاب درمان می‌شوند که خود باعث آسیب‌های کبدی و کلیوی می‌شود. دلیل استفاده از دوزهای بالای دارو، به خون‌رسانی ضعیف درون بافت استخوان بازمی‌گردد. این در حالی است که ترکیباتی با قابلیت بارگذاری بالای دارو و رهاسازی موضعی آن و یا با ویژگی آنتی باکتریالی ذاتی، این مشکلات را در پی نخواهند داشت.»

بی‌غم درباره آزمون‌های صورت گرفته بر روی نمونه‌ نانوکامپوزیت سنتز شده گفت: «در این طرح، از آزمون‌های مختلفی نظیر، XRD، FTIR، جذب-واجذب نیتروژن به‌منظور تخلخل سنجی، VSM به‌منظور بررسی خواص مغناطیسی، FESEM مجهز به EDS، دستگاه طیف سنجی فرابنفش به‌منظور بارگذاری و رهاسازی دارو، بررسی خواص آنتی باکتریال به روش دیسک دیفیوژن و آزمونMTT به‌منظور بررسی سلول سازگاری استفاده شده‌ است.»

به گفته‌ این محقق، دستاوردهای به‌دست آمده حاکی از تولید موفق میکروذرات نانوحفره مغناطیسی روی سیلیکات- فریت روی به شکل هسته (فریت روی)-پوسته (روی سیلیکات) در قدم اول و عملکرد مناسب آن در کاربردهای رهاسازی دارو، آنتی باکتریال و هایپرترمیا بوده‌است.

این محققان در گام‌های بعدی پژوهش در تلاشند تا داربستی سه‌بعدی از ترکیب تولیدی سنتز کرده و موارد دیگری از قبیل زیست فعالی (قابلیت چسبیدن داربست به استخوان)، میزان تخریب داربست در محیط شبیه‌سازی بدن، چسبندگی سلولی، خواص آنتی باکتریال، دارو رسانی موضعی، هایپرترمیا و خواص مکانیکی آن را مورد بررسی قرار دهند.

این پژوهش حاصل همکاری اشکان بی‌غم کارشناس ارشد مهندسی مواد (سرامیک) از دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد و محمد رفیعی نیا عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی اصفهان و همکارانشان است. نتایج این کار در مجله‌ Ceramics International با ضریب تأثیر 3/057 ( جلد 44، سال 2018، صفحات 11798 تا 11806) به چاپ رسیده‌است.

انتهای پیام/4046