بهبود عملکرد داربست های مهندسی بافت با کمک نانوذرات مغناطیسی
سلول های بنیادی درمان مؤثر بسیاری از بیماری ها را تسهیل می کنند. اگرچه مشکلاتی از جمله نرخ آهسته ی تکثیر و هزینه ی بالا در راه استفاده از این سلول ها قرار دارد اما آن ها قادرند در بهبود بیماری های قلبی عروقی و کلیوی، اختلال عملکرد سیستم عصبی و همچنین ترمیم ضایعات استخوانی نقش اصلی را ایفا کنند. در حوزه ی مهندسی پزشکی تلاش ها بر روی معرفی واکنش گرهای زیستی جهت تسریع فرایند تکثیر سلولی به مقداری که بتوان از آن ها برای کاربردهای کلینیکی استفاده کرد، متمرکز شده است.
مهندس حسین ملکی قلعه به داربست های زیست سرامیکی زیست فعال به عنوان یکی از گزینه های قابل توجه و مقرون به صرفه جهت افزایش سرعت تکثیر سلولی اشاره کرد و افزود: «در طرح حاضر تأثیر حضور داربست سرامیکی کامپوزیتی از جنس هیدروکسی آپاتیت و نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن در محیط کشت سلولی مورد بررسی قرار گرفته است.»
وی ادامه داد: «فرایند کشت سلولی با قرار دادن این داربست نانوکامپوزیتی در محیط کشت با سرعت دو و نیم برابر بیشتر از حالتی است که محیط کشت بدون حضور داربست باشد.»
نانو ذرات سوپر پارامغناطیس، حساسیت بالایی در برابر دریافت موج الکترومغناطیس از محیط اطراف خود دارند و در اثر دریافت سیگنال های الکترومغناطیس از محیط کشت، متعاقباً آن را به محیط کشت منعکس می کنند. سیگنال های برگشتی از جنس الکترومغناطیس در محیط کشت، بر روی سلول ها با تغییر واکنش های آنزیمی سیتوپلاسمی و همچنین نفوذپذیری جداره سلولی، تأثیر می گذارند. این پدیده افزایش سرعت تکثیر سلولی را به همراه دارد.
در طرح مذکور دو نوع داربست سرامیکی بر پایه هیدروکسی آپاتیت ساخته شد و خواص مغناطیسی داربست هیدروکسی آپاتیت با وارد کردن نانو ذرات مغناطیسی اکسید آهن تغییر داده شد. داربست های سرامیکی مورد مطالعه از منظر تأثیر بر سرعت تکثیر سلولی مورد مطالعه و مقایسه قرار گرفته اند.
به گفته محقق طرح، تصاویر میکروسکوپی نشان داده اند که افزایش سرعت تکثیر سلولی متأثر از ارتباط سلول ها با سطح زیست فعال داربست بوده است. همچنین ارتباطات بین سلولی با حضور نانو ذرات مغناطیسی در سرامیک زیست فعال هیدروکسی آپاتیت بهبود یافته، که نشان دهنده ی فعال سازی مکانیسم های ارتباطی شیمیایی و مغناطیسی بین سلول هاست.
این تحقیقات حاصل تلاش های مهندس حسین ملکی قلعه- دانشجوی مقطع دکترای دانشگاه صنعتی سهند تبریز- مهندس ارمیا آقایی- دانشجوی مقطع دکترای دانشگاه آلبرتای کانادا- مهندس علی نادر نژاد- دانش آموخته ی مقطع کارشناسی ارشد مقطع دانشگاه صنعتی امیرکبیر- دکتر یونس بیگی خسروشاهی- دانش آموخته ی مقطع دکترای دانشگاه صنعتی سهند تبریز- دکتر محمدحسین سیادتی- عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی- است. نتایج این کار در مجله ی Journal of Materials Engineering and Performance (جلد 25، شماره ی 6، سال 2016، صفحات 2331 تا 2339) به چاپ رسیده است.
