این ایمپلنت استخوان را به طور طبیعی بازسازی می‌کند

تحقیقات جدید نشان می‌دهند که مهندسی زیستی به ترمیم استخوان‌های آسیب دیده بدون ایجاد عوارض جانبی منفی کمک می‌کند.

به گزارش تک‌ناک، این کشف می‌تواند راه را برای توسعۀ درمان‌های نوآورانه هموار کند و با ترویج رشد مجدد بافت استخوان، به افراد مبتلا به آسیب‌های شدید اسکلتی یا بیماران سرطانی که از دست دادن استخوان را تجربه کرده‌اند، یاری برساند.

دانشمندان اسکاتلندی راهی جدید برای مهار اثر شفابخش قدرتمند عوامل رشد که مولکول‌های طبیعی هستند و فرآیندهای بازسازی بدن را تسهیل می کنند، یافته‌اند.

به گفتۀ دانشمندان، انتظار می‌رود این نوآوری به نتایج بهتری برای بیماران منجر شود.

استفاده از پلیمر ارزان قیمت برای ساخت ایمپلنت جراحی

وجود فاکتورهای رشد در فرآیند رشد ضروری هستند و رشد بدن را از نوزادی تا بزرگسالی تنظیم می‌کنند. همچنین آنها نقش مهمی در روند بهبودی بدن پس از صدمات دارند و شروع‌کنندۀ فرآیندهای پیچیده‌ای هستند که به‌طور مؤثر بافت‌های آسیب دیده را ترمیم و دوباره به هم متصل می‌کند.

محققان دانشگاه گلاسکو به‌تازگی از یک پلیمر ارزان قیمت به نام پلی (اتیل آکریلات) یا PEA برای ساخت یک ایمپلنت جراحی استفاده کردند که می‌تواند در محل نقص استخوان استفاده شود. ویژگی‌های منحصربه‌فرد سطح این ایمپلنت به محققان اجازه داد تا عوامل رشد غیرفعال بدن را شناسایی و اطمینان حاصل کنند که آنها فقط در جایی که لازم است، شروع به کار می‌کنند.

یکی از محققان این مطالعه به نام دکتر اودش داوان گفت: فرآیندهای بیولوژیکی که اساس این مطالعه هستند بیش از دو دهه است که درک شده‌اند، امّا این اولین بار است که برای ایجاد این اثر احیاکننده به کار گرفته می‌شوند.

وی تصریح کرد: توانایی رساندن پروتئین‌های بی‌حرکت به‌طور مستقیم به محل درمان از این طریق، کنترل بسیار بیشتری بر چگونگی فعال شدن فاکتورهای رشد و شروع روند بهبودی فراهم می‌کند. همچنین در غلظت‌های بسیار پایین‌تری نسبت به درمان‌های قبلی عمل خواهد کرد و به کاهش احتمال رشد استخوان‌های ناخواسته در خارج از محل نیاز به بهبود، کمک می‌کند.

فیبرونکتین کمک‌کننده برای رشد و چسبندگی سلول‌ها

پژوهش‌های قبلی توسط این گروه تحقیقاتی، نشان داد که PEA با فیبرونکتین که یک پروتئین فراوان در بدن انسان است و باعث افزایش چسبندگی و رشد سلولی می‌شود، تعامل می‌کند و شبکه‌هایی در مقیاس نانو را روی سطح آن تشکیل می‌دهد.

همان‌طور که این شبکه شکل می‌گیرد، شکل فیبرونکتین را تغییر می‌دهد و برخی از اسیدهای آمینۀ موجود در مولکول فیبرونکتین را در معرض دید قرار می‌دهد. این آمینو اسیدها به‌طور طبیعی در بدن برای کمک به اتصال سلول‌ها و ذخیرۀ پروتئین‌های غیرفعال استفاده می‌شوند.

محققان یک قطعه پروتئین نوترکیب به نام فاکتور رشد نهفتۀ پیونددهندۀ بتا-1 یا rLTBP1  را بر روی شبکۀ فیبرونکتین انداختند و باعث چسبیدن این دو پروتئین به هم شدند. به گزارش مدیکال اکسپرس، rLTBP1  مانند آهنربایی برای پروتئینی به نام TGF-β1 عمل می‌کند که باعث تشویق سلول‌های فاکتور رشد در بدن می‌شود تا بافت استخوانی جدید را در دوزهای پایین تولید کنند.

مولکول‌های TGF-β1 در یک مجموعه پروتئینی به نام LAP به دام می‌افتند، که توانایی پروتئین برای تشویق بازسازی استخوان را تا زمانی که نیاز باشد، غیرفعال نگه می‌دارد.

مزایای واقعی درمان جدید در محیط‌های بالینی

دکتر داوان تأکید کرد: این یک گام جدید در مسیر درست است، امّا سیستم‌های فیزیولوژیکی بیش از آنچه می‌توانیم تصور کنیم به هم مرتبط هستند و اینکه چگونه این استراتژی جدید بر سایر اجزای حیاتی بدن مانند سلول‌های ایمنی تأثیر می‌گذارد، هنوز نیاز به ارزیابی بیشتر دارد.

هرچند این نتایج بسیار دلگرم کننده هستند و نشان می‌دهند این درمان جدید می‌تواند مزایای واقعی در محیط‌های بالینی برای تقویت بازسازی استخوان داشته باشد.

محققان لوله‌های پلاستیکی کوچک را با PEA، فیبرونکتین و rLTBP1 پوشش دادند. سپس آنها پتانسیل این ایمپلنت‌ها را برای بازسازی استخوان‌های ناقص در موش‌ها شناسایی کردند. در طول مطالعه، آنها دیدند که بازسازی کامل نقص استخوان انجام شد.

کمک به رشد مجدد استخوان

پروفسور سالمرون سانچز، یکی دیگر از محققان این مطالعه گفت: رویکرد ما برای کنترل فعال شدن فاکتورهای رشد می‌تواند فرصت‌های جدیدی را برای بیماران در آینده ایجاد کند.

وی اعلام کرد: این رویکرد می‌تواند کمک به رشد مجدد استخوان برای بیمارانی که بخش‌های بزرگی را به دلیل بیماری‌هایی مانند سرطان یا در اثر حوادث جدی از دست داده‌اند، داشته باشد و کیفیت زندگی بسیار بالاتری را برای آنها فراهم کند.