پژوهشگران دانشگاه صنعتی اصفهان و دانشگاه کره در یک مطالعه مروری جامع نشان دادهاند که هیدروژلهای زیستپایه، بهویژه آنهایی که با نانومواد مهندسی شدهاند، میتوانند آینده درمان زخمهای مزمن و عفونی را متحول کنند.
به گزارش خبرگزاری سیناپرس، این مطالعه با تمرکز بر پلیمرهای طبیعی و تجدیدپذیر، به بررسی نقش ساختارهای نانویی، گروههای عاملی فعال و خواص فیزیکی-شیمیایی هیدروژلها در تسریع ترمیم بافت، کنترل عفونت و بهبود کیفیت زندگی بیماران پرداخته است.
زخمها، بهویژه زخمهای مزمن، یکی از چالشهای جدی نظام سلامت در سراسر جهان به شمار میروند؛ مشکلی که با افزایش بیماریهای مزمن، سالمندی جمعیت و شیوع عفونتهای مقاوم به درمان، هر روز ابعاد پیچیدهتری پیدا میکند.
در بسیاری از موارد، عفونت و التهاب مزمن نهتنها روند ترمیم را کند میکنند، بلکه میتوانند به تخریب گسترده بافت و حتی تهدید حیات بیمار منجر شوند. همین واقعیتها، ضرورت توسعه نسل جدیدی از پانسمانها و مواد ترمیمی را بیش از پیش برجسته کرده است.
در همین راستا، پژوهشگران دانشگاه صنعتی اصفهان و دانشگاه کره (Korea University) در یک مطالعه مروری علمی، به بررسی جامع هیدروژلهای مبتنی بر زیستپلیمرها برای کاربردهای زیستپزشکی، بهویژه در حوزه ترمیم زخم پرداختهاند.
این پژوهش با هدف پاسخ به نیاز فزاینده برای مواد درمانی ایمن، مؤثر و سازگار با محیطزیست انجام شده و نشان میدهد که پلیمرهای طبیعی میتوانند جایگزینی جدی برای بسیاری از پانسمانهای سنتی و مصنوعی باشند.
هیدروژلهای زیستپایه، شبکههایی سهبعدی از پلیمرهای طبیعی هستند که توانایی بالایی در جذب و نگهداری آب دارند. این ویژگی باعث میشود محیطی مرطوب و مناسب برای ترمیم زخم ایجاد شود؛ محیطی که برای مهاجرت سلولها، تکثیر، و بازسازی بافت حیاتی است.
پلیمرهایی با منشاء طبیعی، مانند صمغهای گیاهی، سلولز و ژلاتین، بهدلیل زیستسازگاری بالا، سمیت پایین و قابلیت تخریب کنترلشده، توجه بسیاری از پژوهشگران را به خود جلب کردهاند.
پانسمانهای رایج اغلب تنها نقش پوششی دارند و توانایی محدودی در مقابله با عفونت، التهاب و اختلالات ترمیمی نشان میدهند. در مقابل، هیدروژلهای زیستپایه میتوانند بهصورت فعال در فرآیند درمان مشارکت کنند و همزمان چند عملکرد کلیدی از جمله حفظ رطوبت، آزادسازی کنترلشده عوامل درمانی و مهار رشد باکتریها را بر عهده بگیرند.
بررسیهای این پژوهش دقیقاً در همین نقطه اهمیت پیدا میکند. محققان نشان دادهاند که افزودن ساختارهای نانویی مانند نانوسلولز، نانوکامپوزیتهای زیستی و نانومواد زیستفعال به هیدروژلها، میتواند خواص مکانیکی، ضدباکتری و زیستی آنها را بهطور چشمگیری بهبود دهد.
نانوسلولز، بهعنوان یکی از مهمترین اجزای نانویی مورد بررسی، بهدلیل سطح ویژه بالا و استحکام مکانیکی قابل توجه، نقش مهمی در تقویت ساختار هیدروژل و افزایش کارایی آن در ترمیم زخم ایفا میکند.
در این مطالعه، انواع صمغهای گیاهی مانند زانتان، کتیرا، گوار، مورینگا، نیم و ژلان نیز بررسی شدهاند. این مواد بهطور طبیعی دارای گروههای عاملی هیدروکسیل، آمینی و کربوکسیلی هستند که امکان برقراری برهمکنشهای مؤثر با باکتریها و سلولهای بدن را فراهم میکند. بهعنوان مثال، وجود گروههای نیتروژن-کلر در صمغ زانتان باعث اختلال در غشای سلولی باکتریها شده و خاصیت ضدباکتری این هیدروژلها را افزایش میدهد.
از سوی دیگر، نانوساختار بودن این ترکیبات باعث میشود فرآیند آزادسازی عوامل درمانی و ضدباکتری بهصورت کنترلشده انجام شود؛ موضوعی که از بروز سمیت و آسیب به بافت سالم جلوگیری میکند. این ویژگی، هیدروژلهای نانویی را به گزینهای مناسب برای زخمهای مزمن، دیابتی و عفونی تبدیل کرده است.
پژوهشگران همچنین به چالشهای موجود در این حوزه پرداختهاند. برخی زیستپلیمرها، مانند ژلاتین، بهرغم زیستسازگاری بالا، از نظر استحکام مکانیکی ضعیف هستند و بهتنهایی برای کاربردهای بالینی مناسب نیستند.
با این حال، ترکیب آنها با نانومواد یا اصلاح شیمیایی هدفمند، میتواند این ضعف را جبران کند. در مورد سلولز باکتریایی نیز، اگرچه غیرسمی و زیستسازگار است، اما ظرفیت جذب آب پایینی دارد که با اتصال عرضی سبز، مانند استفاده از اسیدسیتریک، قابل بهبود است.
این مطالعه تأکید میکند که آینده پانسمانهای زخم به سمت هیدروژلهای هوشمند نانویی حرکت میکند؛ موادی که نهتنها نقش پوششی دارند، بلکه قادر به ایجاد یک ریزمحیط زیستی ایدهآل برای هموستاز، بازسازی بافت و مقابله با عفونت هستند.
فناوریهایی مانند چاپ زیستی سهبعدی و الکتروریسی نیز امکان طراحی داربستهایی با اندازه تخلخل و استحکام کنترلشده را فراهم کردهاند که میتوانند تغذیه سلولی، چسبندگی و رشد بافت را تسهیل کنند.
در نهایت، پژوهش مشترک دانشگاه صنعتی اصفهان و دانشگاه کره نشان میدهد که تلفیق زیستپلیمرهای طبیعی با فناوری نانو، مسیر روشنی برای توسعه پانسمانهای پیشرفته، پایدار و کارآمد در درمان زخمهای پیچیده ترسیم کرده است؛ مسیری که میتواند هم بار اقتصادی نظام سلامت را کاهش دهد و هم کیفیت زندگی بیماران را بهطور معناداری ارتقا دهد.