فهرست مطالب
تیمی از مهندسان MIT یک پچ هیدروژل انعطاف‌پذیر طراحی کرده‌اند که می‌تواند پس از سکته قلبی به ترمیم قلب کمک کند.
به گزارش تکناک، این اختراع جدید که روی موش‌ها با موفقیت آزمایش شده، چندین دارو را طبق برنامه‌ای از پیش تعیین‌شده به‌طور مستقیم به بافت آسیب‌دیده قلب می‌رساند و میزان تخریب بافت را تا نصف کاهش می‌دهد.
این روش در بازگرداندن عملکرد قلب بسیار موثرتر از درمان‌های کنونی عمل کرده است. پس از یک حمله قلبی شدید، بافت آسیب‌دیده به‌سختی بازسازی می‌شود و معمولا قلب برای همیشه ضعیف باقی می‌ماند.
آنا یاکلنک، پژوهشگر ارشد در موسسه تحقیقاتی کوخ MIT، می‌گوید: «وقتی فردی دچار حمله قلبی می‌شود، بافت آسیب‌دیده قلب به‌خوبی بازسازی نمی‌شود و در نتیجه عملکرد قلب برای همیشه کاهش می‌یابد. هدف ما بازگرداندن این عملکرد و کمک به بیماران برای داشتن قلبی قوی‌تر و مقاوم‌تر پس از سکته قلبی است.»
تحویل زمان‌بندی‌شده دارو برای بازسازی قلب
بیمارانی که دچار سکته قلبی می‌شوند، اغلب برای بهبود جریان خون تحت جراحی بای‌پس قرار می‌گیرند، اما این روش قادر به ترمیم بافت‌های مرده نیست. پژوهشگران MIT در جست‌وجوی راهکاری بودند که بتوان در حین عمل جراحی قلب باز، به‌طور مستقیم بر سطح قلب قرار داد تا روند ترمیم طبیعی را در گذر زمان تقویت کند. جاکلنک توضیح می‌دهد: «می‌خواستیم ببینیم آیا می‌توان مداخله‌ای درمانی و دقیق را دقیقا در محل آسیب، هم‌زمان با عمل جراحی، ارائه داد تا قلب فرصت ترمیم واقعی پیدا کند.»
برای تحقق این هدف، دانشمندان نسخه‌ی بهبودیافته‌ای از میکروذرات دارورسانی پیشین خود را به کار گرفتند؛ ذراتی ریز از جنس پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر PLGA که مانند «فنجان‌های قهوه‌ی کوچک» طراحی شده‌اند تا بسته به سرعت فرسایش درپوش خود، دارو را در زمان‌های متفاوت آزاد کنند.
در این پژوهش، ذرات برای سه بازه زمانی تنظیم شدند: روزهای ۱ تا ۳، ۷ تا ۹ و ۱۲ تا ۱۴ پس از کاشت. هر مرحله دارویی خاص را در اختیار قلب قرار می‌داد؛ نئورگولین-۱ برای جلوگیری از مرگ سلولی، VEGF برای تحریک رشد رگ‌های خونی جدید، و GW788388 برای کاهش تشکیل بافت فیبروزی.
جاکلنک در توضیح این فرآیند می‌گوید: «بازسازی بافت، همانند سمفونیِ زمان‌بندی‌شده‌ای از رویدادهاست. دکتر وانگ سیستمی طراحی کرده که عناصر کلیدی ترمیم را دقیقا در لحظه‌ی مورد نیاز، با همان نظمی که بدن به طور طبیعی از آن پیروی می‌کند، آزاد می‌سازد.»
آزمایش موفق پچ هیدروژلی قلب در موش‌ها
پژوهشگران MIT ردیف‌هایی از میکروذرات دارویی خود را درون پچی از جنس آلژینات و PEGDA جاسازی کردند؛ ماده‌ای نازک، انعطاف‌پذیر و شفاف که به لنز تماسی شباهت دارد و می‌تواند در حین جراحی به‌طور مستقیم بر سطح قلب قرار گیرد.
اریکا وانگ، نویسنده اصلی مقاله، می‌گوید: «ما این ذرات را درون پچ هیدروژلی قرار می‌دهیم و سپس آن را روی قلب پیوند می‌زنیم. به این ترتیب، درمان در تار و پود ماده برنامه‌ریزی شده است.» در آزمایش‌های آزمایشگاهی، این پچ توانست بقای سلول‌های قلبی را در شرایط کم‌اکسیژن (مشابه با حمله قلبی) به‌طور چشمگیری افزایش دهد. همچنین رشد رگ‌های خونی تازه را تحریک کرد و از ایجاد بافت اسکار کاست.
در آزمایش‌های حیوانی، موش‌هایی که پچ دریافت کردند، ۳۳ درصد نرخ بقای بالاتر و ۵۰ درصد آسیب کمتر نسبت به گروه کنترل یا موش‌هایی که همان داروها را از راه تزریق دریافت کرده بودند، نشان دادند. عملکرد قلبی این حیوانات نیز به‌طور قابل توجهی بهبود یافت و پچ با گذشت زمان، به‌صورت ایمن در بدن تجزیه شد، بی‌آنکه اختلالی در حرکات قلب ایجاد کند.
رابرت لنگر، استاد برجسته MIT و از نویسندگان مقاله، این دستاورد را گامی مهم در پیوند دارورسانی و مهندسی زیستی می‌داند و می‌گوید: «این فناوری می‌تواند به شکل‌گیری درمان‌های نسل جدید برای بیماران قلبی بینجامد.» تیم پژوهشی در گام بعدی، آزمایش پچ را روی حیوانات بزرگ‌تر انجام خواهد داد و هم‌زمان امکان به‌کارگیری ذرات زمان‌بندی‌شده درون استنت‌ها را برای درمان‌های غیرجراحی بررسی می‌کند.
نتایج کامل این مطالعه در نشریه Cell Biomaterials منتشر شده است.
