محققان دانشگاه آکسفورد و وین برای اولین بار با ترکیب دو نوع ابریشم حیوانی و ایجاد یک هدایت کننده عصب ابریشمی، یک روش زیست سازگار را برای بازسازی اعصاب آسیب دیده در فواصل طولانی ابداع کردند.
به گزارش تکناک، اعصاب محیطی پیامهایی را از مغز و نخاع به سایر اعضای بدن منتقل میکنند، به طور مثال، در هنگام راه رفتن، ماهیچههای شما را حرکت میدهند و یا به شما اطلاع میدهند که پاهایتان سرد است. به دلیل آسیب پذیری بالای اعصاب محیطی، توانایی مغز برای برقراری ارتباط با عضلات و اعضای بدن را مختل میکند.
درمان استاندارد برای ترمیم عصب محیطی آسیب دیده، اتوگرافت است که در آن جراحان بخش آسیب دیده را جدا می کنند و آن را با یک عصب از سایر نقاط بدن جایگزین می کنند. برای انجام این روش، جراحان باید از یک عصب حسی برای پیوند استفاده کنند، که معمولاً عصب سورال (عصب پشت ساقی) انتخاب میشود، زیرا حساسیت آن نسبت به ناحیهای که بخش آسیب دیده در آن قرار دارد کمتر است. با این حال، میزان موفقیت این روش برای ترمیم عصب قطعی نیست .
هدایت کننده های عصبی، ساختارهای لولهای هستند که به دو سمت عصب بریده شده، بخیه می شوند تا این شکاف را پر کنند.این نوع روش حدود 30 سال است که مورد استفاده قرار میگیرد، اما تنها برای پر کردن شکافهای کوچک مناسب است. در حال حاضر، هدایت کننده های عصبی مورد تأیید FDA تنها برای ترمیم فاصله هایی با طول کوتاه تا 1.2 اینچ (3 سانتیمتر) مورد استفاده قرار میگیرد. در صورتی که فواصل بیشتری بین دو سر عصب وجود داشته باشد، نیاز به یک چارچوب داخلی است که پشتیبانی ساختاری و سلولی مورد نیاز را فراهم کند.
تیم محققان دانشگاه آکسفورد و دانشگاه پزشکی وین با استفاده از ترکیب دو نوع ابریشم طبیعی که از کرم ابریشم Bombyx mori و عنکبوت گردباف Trichonephila edulis برداشت شده است، به دنبال ایجاد یک هدایت کننده عصبی ابریشمی جدید برای بازسازی اعصاب در فواصل طولانی تر بودند.
مطالعات قبلی نشان داده است که استفاده از ابریشم به عنوان یک ماده زیستی بسیار مفید است. این ماده از پروتئین های فیبروئین و سریسین تشکیل شده است که هر دو زیست سازگار، الاستیک و سخت هستند. فیبروئین ابریشم به دلیل توانایی افزایش تکثیر و رشد سلولی، می تواند در التیام زخم مؤثر باشد. ابریشم تار عنکبوت گردباف نیز دارای خواص مکانیکی بسیار مهمی شامل استحکام کششی بالا و انعطاف پذیری است.
محققان برای اولین بار توانستند ویژگیهای فیبروئین ابریشم را در فرآیند بازسازی اعصاب به کار بگیرند و رشتههای ابریشم طبیعی عنکبوت را با آنها ترکیب کنند تا یک مجرای ابریشم درست کنند. دیوار مجرا از فیبروین ابریشم کرم ابریشم ساخته شده بود، که با الیاف ابریشم تارعنکبوت گردباف که به عنوان یک ساختار هدایت کننده داخلی عمل می کرد، پر میشد و برای اتصال بین اعصاب به کار می رفت.
هدایت کننده عصب بر روی موش هایی که عصب سیاتیک راست آنها قطع شده بود، آزمایش شد که منجر به ایجاد شکاف قابل توجه 0.4 اینچ (10 میلی متر) شد. محققان از این مطالعه دریافتند که اعصاب آسیب دیده با هدایت کننده عصب ابریشمی سازگار شده و موفق به رشد در امتداد رشته های ابریشمی و بازسازی اتصال بریده شده شدند.
لورنز سملر، نویسنده اصلی این مطالعه طی آزمایشات خود به این نتیجه رسید که رشتههای ساخته شده از ابریشم، به عنوان هدایت کننده عصبی ابریشمی، با اعصاب محیطی سازگار هستند و به خوبی کار میکنند.
محققان همچنین درک بیشتری از ساختار مولکولی مجاری ابریشمی کرم ابریشم به دست آوردند و دریافتند که تخلخل آنها امکان تبادل مواد مغذی و مواد زائد را فراهم میکند که برای فرآیند بهبودی ضروری است. علاوه بر این، سلولهایی که مسئول بازسازی عصبی هستند به هر دو نوع ابریشم میچسبند.
سملر گفت: به عنوان بخشی از مطالعه خود، ما نه تنها در ترمیم عصب موفق شدیم، بلکه توانستیم اجزای فرآیند درمان را با جزئیات تجزیه و تحلیل کنیم.
استفاده از مواد طبیعی برای هدایت کننده های عصبی مزایای آشکاری نسبت به مواد مصنوعی دارد. ابریشم عنکبوت زیست تخریب پذیر است و در مدل های حیوانی پاسخ ایمنی بسیار کمی ایجاد می کند.
این ماده همچنین می تواند مقیاس پذیرهم باشد. یک برداشت از تار عنکبوت گردباف می تواند حدود 10 مترابریشم تولید کند که برای پر کردن یک هدایت کننده عصب 0.4 اینچی (10 میلی متر) کافی است. ماهیت متخلخل ابریشم کرم ابریشم میتواند امکان ترکیب مولکولهای فعال زیستی را برای تحریک بازسازی اعصاب در فواصل طولانی تر فراهم کند.
فریتز ولراث ، یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: ابریشم های حیوانی خواص مکانیکی و بیولوژیکی استثنایی برای بازسازی مجدد بافت ارائه می دهند. هدایت کننده عصبی ابریشمی ما توانایی عالی ابریشم کرم ابریشم را با چسبندگی سلولی برجسته تار عنکبوت ترکیب می کند.
محققان امیدوارند که کشف هدایت کننده های عصبی ابریشمی آنها، راه را برای توسعه هدایت کننده های موثر دیگردر درمان آسیب های اعصاب محیطی انسان هموار کند.
