سازه های نانوالیافی شبیه ساختار بافت بدن ساخته شد
روح الله باقرزاده – عضو هیات علمی پژوهشکده مواد و فناوری های پیشرفته در نساجی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، در خصوص این طرح به مهر گفت: با توجه به نیاز تولید ساختارهای متناسب با ویژگیهای موجود در ساختار بافت بدن انسان به لحاظ ایجاد تطابق بیشتر و ایجاد شرایط مشابه به ساختار بافت بدن، برای کشت سلول در داربستهای الیافی، مطالعاتی گسترده ای در این پژوهشکده صورت گرفت .
وی عنوان کرد: مهندسی بافت بطور عام به معنی توسعه و تغییر در زمینه رشد آزمایشگاهی مولکولها و سلولها در بافت و یا عضو، برای جایگزینی یا ترمیم قسمت آسیب دیده بدن است.
عضو هیأت علمی دانشگاه امیرکبیر با بیان اینکه دانشمندان از سالها قبل قادر به کشت سلولها در خارج از بدن بودند، ولی فناوری رشد شبکههای پیچیده و سهبعدی سلولی برای جایگزینی بافت آسیب دیده اخیراً توسعه یافتهاست، افزود: برای ساخت یک بافت به شیوههای مهندسی، نیاز به طراحی یک داربست با ساختار فیزیکی مناسب با امکان چسبندگی سلولها به آن، مهاجرت سلولی، تکثیر سلولی و تمایز سلولی و در نهایت رشد و جایگزینی بافت جدید به شمار می روند.
وی گفت: در مهندسی بافت ابتدا یک ماده متخلخل به عنوان ماتریس خارج سلولی یا داربست برای رشد سلولها تهیه شده و سپس عوامل رشد بر روی آن قرار میگیرد که پس از رشد مناسب سلولها در فضای تخلخلها، داربست از محیط آزمایشگاه به درون بدن موجود زنده منتقل میشود.
باقرزاده در ادامه توضیح داد: از این رو به تدریج رگها به داربست نفوذ میکنند تا بتوانند سلولها را تغذیه کنند. همچنین در بافتهای نرم بدن الزاماً داربست تخریب شده و بافت جدید جایگزین آن میشود ولی در بافتهای سخت، میتوان از موادی که تخریب پذیر نیستند، بهره گرفت.
وی با بیان اینکه تاکنون روشهای مختلفی در راستای تولید داربستهای زیست سازگار پذیر نانوالیافی با استفاده از روش تولید الکتروریسی صورت گرفته است، اظهار داشت: روشهای مرسوم الکتروریسی اگرچه هنوز دارای جذابیت برای محققین در حوزه مهندسی بافت به شمار می رود، اما دارای نقاط ضعف زیادی است.
وی خاطرنشان کرد: لایه های تولید شده در روش معمول اگرچه دارای جذب سلولی مناسبی هستند، اما به لحاظ ساختار منافذی، مانع از رشد سلول در لایه های مختلف داربست و گسترش آن به بافتهای مجاور می شوند.
عضو هیات علمی پژوهشکده مواد و فناوری های پیشرفته افزود: همچنین این دسته از داربستها از مقاومتهای مکانیکی مناسبی نیز برخوردار نبوده و به سختی می توان آنها را جابجا کرد که این ویژگی به خصوص برای پلیمرهای طبیعی به دلیل برخورداری آنها از مقاومتهای مکانیکی و حرارتی کمتر از حساسیت بالاتری برخوردار هستند.
وی با بیان اینکه در این طرح تحقیقاتی پارامترهای موثر در فرآیند الکتروریسی جهت تولید لایههای کامپوزیتی الیافی به گونه ای بهینه شد که از محلول های پلیمری مختلف بتوان ساختاری مشابه با ساختار ماتریس سلولی بافتهای بدن را تهیه کرد، افزود: در این طرح، لایههای کامپوزیتی از ترکیبهای پلیمری طبیعی مختلف شامل ژلاتین و کولاژن به همراه پلیمرهای مصنوعی مانند پلیکاپرولاکتون متناسب با الزامات بافتهای انتخاب شده، استفاده شد.
باقرزاده با اشاره به اینکه روش مورد استفاده در تولید ساختارهای کامپوزیتی نانو و ماکرومقیاس با توجه به تجربیات قبلی صورت گرفته از نوع الکتروریسی تک نازله هستند، افزود: با انتخاب پلیمرهای طبیعی (مانند ژلاتین و کولاژن به عنوان پلیمرهای طبیعی سازگار با سلولهای بدن) و پلیمرهای مصنوعی (مانند پلیکاپرولاکتون به عنوان جزء تامین کننده خواص حرارتی و مکانیکی کامپوزیت) به عنوان عامل کنترل کننده زمان تخریب داربست، نمونههای مختلفی در دانشکده مهندسی نساجی تولید شد.
وی در ادامه اظهار داشت: البته جهت دستیابی به ساختارهایی با ترکیب متفاوت از الیاف نانو و میکرو و همچنین ایجاد ساختار ماتریس و جزء پر کننده در ساختمان داخلی الیاف، پارامترهای محلول الکتروریسی و فرآیند مورد تغییر واقع شده و نمونههای مختلفی نیز به تولید رسید.
عضو هیات علمی دانشکده مهندسی نساجی افزود: نتایج حاصل از ارزیابی های کاشت سلولی (سلولهای فیبروبلاست غضروفی) روی نمونه های کامپوزیتی، در مقایسه با داربستهای معمول نانوالیافی، نشان داد که داربستهای کامپوزیتی تولید شده در این پژوهشکده از میزان کارائی بسیار بالاتری نسبت به انواع معمول داربست های کامپوزیتی برخوردار هستند.
به گفته وی با استفاده از نتایج بدست آمده از این پروژه می توان از مزیت ویژه این نوع از ساختارها در کاشت سلولهای با سازگاری متفاوت (به عنوان مثال سلولهای بافتهای مختلف) روی یک داربست بهره برد.
