خداحافظی با تعویض زانو؛
ماده زیستی ترمیم‌کننده غضروف ابداع شد
دانشمندان نوعی ماده زیستی جدید ابداع کرده‌اند که با بازسازی غضروف، نیاز به تعویض مفصل زانو را از بین می‌برد.
به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اینترستینگ اینجینیرینگ، پژوهشگران دانشگاه نورث وسترن در آمریکا می‌گویند ماده زیست فعال آنها توانسته است در یک مدل حیوانی بزرگ، غضروف‌های زانو را با کیفیت بالایی بازسازی کند.
پژوهشگران در جدیدترین مطالعات خود، این ماده را روی غضروف زانوی آسیب دیده حیوانات اعمال و طی یک دوره شش ماهه، پیشرفت‌های قابل توجهی در ترمیم بافت مشاهده کردند.
این دستاورد شامل ایجاد نوعی غضروف جدید غنی از بیوپلیمر‌های طبیعی مانند کلاژن II و پروتئوگلیکان هاست که برای ایجاد استحکام مکانیکی بدون درد در مفاصل بسیار مهم هستند.
«ساموئل استاپ» «Samuel I. Stupp» مجری این تحقیقات می‌گوید: «درمان جدید ما می‌تواند باعث ترمیم بافتی شود که به طور طبیعی بازسازی نمی‌شود. معتقدیم این درمان می‌تواند به رفع یک نیاز بالینی جدی و برآورده نشده کمک کند.»
بازسازی غضروف
این ماده اگرچه ظاهر یک ماده لاستیکی را دارد، اما در واقع یک شبکه پیچیده از اجزای مولکولی است که با هم محیط طبیعی غضروف را در بدن شبیه سازی می‌کنند.
غضروف که یک جزء حیاتی در مفاصل ماست در صورتی که طول زمان آسیب ببیند یا از بین برود، تاثیر زیادی بر سلامت و تحرک کلی افراد می‌گذارد. مشکل اینجاست که در انسان بالغ، غضروف توانایی ذاتی برای ترمیم و بهبودی ندارد.
پیش از این استاپ و همکارانش روی طرح دیگری کار می‌کردند که شامل استفاده از «مولکول‌های رقصنده» برای تحریک سلول‌های غضروف انسان به منظور افزایش تولید پروتئین‌های ماتریکس بافتی بود.
در مقابل، پژوهش جدید روی یک ماده زیستی هیبریدی متمرکز است که آن نیز در آزمایشگاه استاپ نیز توسعه یافته است. این زیست ماده جدید از دو عنصر کلیدی تشکیل شده است: یک پپتید فعال زیستی که برای تغییر شکل فاکتور رشد تبدیل کننده بتا-۱ (TGFb-۱) به هم متصل می‌شوند: پروتئینی حیاتی برای رشد و نگهداری غضروف، و همچنین هیالورونیک اسید اصلاح شده که آن نیز پلی ساکارید طبیعی موجود در غضروف و مایع روان کننده بین مفصلی است.
این گروه، پپتید فعال زیستی را با ذرات هیالورونیک اسید اصلاح شده شیمیایی ترکیب کرد تا با ایجاد بسته‌های الیافی در مقیاس نانو، ساختار غضروف را تقلید کند. این داربست برای جذب سلول‌های بدن برای بازسازی بافت طراحی شده است. سیگنال‌های زیست فعال این ماده، سلول‌ها را ترغیب می‌کند با پرکردن داربست، غضروف را ترمیم کنند.
استاپ گفت: «بسیاری از مردم با اسید هیالورونیک آشنا هستند، زیرا این یک عنصر محبوب در محصولات مراقبت از پوست است. همچنین به طور طبیعی در بسیاری از بافت‌های بدن انسان، از جمله مفاصل و مغز، یافت می‌شود و ما به دلیل شباهت به پلیمر‌های طبیعی موجود در غضروف آن را انتخاب کرده ایم.»
محققان برای آزمایش اثربخشی آن، این ماده را روی آسیب‌های غضروفی در مفاصل زانوی گوسفند که از نظر ساختار و بار مکانیکی شبیه زانو‌های انسان است، استفاده کردند. این آزمایش در آزمایشگاه دانشکده دامپزشکی دانشگاه ویسکانسین - مدیسون انجام شد.
تزریق مواد ضخیم خمیر مانند به این آسب دیدگی ها، یک ماتریس لاستیکی را تشکیل داد که باعث رشد غضروف جدید و باکیفیت و سپس تخریب تدریجی داربست شد. رشد جدید به طور مداوم کیفیت بهتری نسبت به گروه کنترل نشان داد.
خداحافظی با تعویض کامل زانو
استاپ پیش بینی می‌کند این ماده جدید در جراحی‌های مفصل باز یا آرتروسکوپی در آینده مورد استفاده قرار گیرد. در حال حاضر، روش استاندارد، جراحی میکرو شکستگی است که شامل ایجاد شکستگی‌های کوچک در استخوان برای تحریک رشد غضروف جدید است.
این پژوهشگران معتقدند این ماده با توسعه بیشتر، قابلیت پیشگیری از تعویض زانو، درمان بیماری‌های تحلیل برنده مانند استئوآرتریت و ترمیم آسیب‌های مرتبط با ورزش مانند پارگی ACL را دارد.
استاپ اظهار کرد: «مساله اصلی رویکرد میکروشکستگی این است که اغلب منجر به تشکیل فیبرو غضروف می‌شود یعنی همان غضروف‌های گوش، و این در حالی است که برای داشتن مفاصل کاربردی به غضروف هیالین نیاز داریم.»
وی افزود: «رویکرد ابتکاری ما، با بازسازی غضروف هیالین، موجب مقاومت در برابر سایش و پارگی، برطرف کردن مشکل تحرک ضعیف و درد مفاصل در طولانی مدت و همچنین عدم نیاز به بازسازی مفصل با قطعات بزرگ سخت افزاری می‌شود.»
نتایج این تحقیقات در نشریه Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.
انتهای پیام/
با استفاده مجدد از زبالههای زیستی:
تولید برق از مواد زائد گیاهان و جانوران امکان پذیر می‌شود
ترجیح می دهید اخبار علمی تصویری، متنی یا صوتی باشد؟