درمان نارسایی قلبی با چسب زخم انعطاف‌پذیر و دارورسان

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اینترستینگ اینجینیرینگ، آینده نزدیک، شکل جدیدی از مواد که مانند پانسمان عمل می‌کند، می‌تواند با ادغام در بافت‌های آسیب دیده بدن، بافت موجود را ترمیم کنند.

پژوهشگران دانشگاه کلرادو بولدر و دانشگاه پنسیلوانیا در آمریکا با توسعه این روش چاپ سه بعدی جدید، آن را (CLEAR) نامگذاری کردند.

شایان ذکر است، این رویکرد موادی را با ترکیبی منحصربه‌فرد از خواص ارائه می‌دهد: انعطاف پذیری برای تحمل ضربان ثابت قلب، سختی در برابر فشار مفاصل، و سازگاری با نیاز‌های خاص بیمار.

پژوهشگران امیدوارند این روش به عرضه مواد زیستی پیشرفته مانند پانسمان‌های قلبی حاوی دارو، تکه‌های غضروفی و بخیه‌های بدون سوزن، شود.

«جیسون بوردیک» «Jason Burdick» مجری این تحقیقات گفت: «بافت‌های قلب و غضروف به یکدیگر شبیه هستند چرا که ظرفیتشان برای ترمیم خود، بسیار محدود است. وقتی آسیب ببینند، دیگر راه برگشتی وجود ندارد. از این رو با توسعه مواد جدید و انعطاف پذیرتر می‌توانیم به بهبود فرآیند ترمیم در بیماران کمک کنیم.»

این ماده چاپ شده سه بعدی در عین حال مستحکم، قابل گسترش، قابل قالب گیری و چسبنده است.

چاپگر‌های سه بعدی، اشیاء را لایه لایه با استفاده از مواد مختلف ازجمله سلول‌های زنده می‌سازند. هیدروژل‌ها برای ساخت بافت‌های مصنوعی محبوبند، با این حال هیدروژل‌های استاندارد چاپ سه بعدی گاهی از استحکام و انعطاف پذیری لازم برای کاربرد‌های پزشکی برخوردار نیستند.

بوردیک اظهار کرد: «تصور کنید یک پلاستیک سفت و سخت به قلب خود چسبانده باشید. همانطور که قلب می‌تپد این پلاستیک تغییر شکل نمی‌دهد؛ بلکه می‌شکند.»

با این حال، این فرآیند چاپ سه بعدی جدید، مواد محکم و انعطاف پذیری تولید می‌کند که می‌تواند به بافت مرطوب بچسبد. CLEAR با در هم تنیدگی مولکول‌های طولانی در مواد چاپ شده سه بعدی کار می‌کند. این ایده از درهم تنیدگی پیچیده‌ای که در کرم‌ها یافت می‌شود، به وجود آمد. 

محققان این مواد جدید را تحت آزمایش کشش و تحمل وزن شدید قرار دادند از جمله روش نسبتا غیرعادی حرکت یک دوچرخه روی نمونه.

آنها دریافتند این مواد، بسیار سخت‌تر از موادی هستند که با استفاده از فرآیند چاپ سه بعدی استاندارد ساخته شده و به طرز چشمگیری، سازگاری و چسبندگی را به بافت‌ها و اندام‌های حیوانی نشان می‌دهند.

«مت دیویدسون» «Matt Davidson» از دیگر مجریان این طرح گفت: «اکنون می‌توانیم مواد چسبنده را به طور سه بعدی چاپ کنیم تا قدرت کافی برای پشتیبانی مکانیکی از بافت را داشته باشند. کاری که هرگز پیش ازاین نتوانسته ایم انجام دهیم.»

فرایند کم مصرف 

این پژوهشگران آینده‌ای را پیش بینی می‌کنند که در آن می‌توان از این مواد چاپ سه بعدی برای ترمیم نقایص قلبی، تجویز مستقیم دارو‌های ترمیم کننده بافت به اندام ها، تثبیت فتق دیسک‌ها و بستن محل جراحی بدون نیاز به بخیه استفاده کرد.

علاوه بر این، این رویکرد سازگار با محیط زیست است، زیرا مرحله سفت و سخت شدن را که معمولا در فرایند‌های چاپ سه بعدی بسیار انرژی بر است، دور می‌زند.

محققان بر این باورند این یک روش پردازش سه بعدی ساده است که متخصصان می‌توانند در نهایت در آزمایشگاه‌های دانشگاهی خود و همچنین در صنعت برای بهبود خواص مکانیکی مواد برای کاربرد‌های مختلف استفاده کنند.

نتایج این تحقیقات در نشریه Science منتشر شده است.