پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

محققان نانوذرات چارچوب آلی کووالانسی دوبعدی (COF) پایدار در برابر آب را توسعه داده‌اند که می‌توانند تمایز سلول‌های بنیادی مزانشیمی انسان را به سلول‌های استخوانی هدایت کنند.

توجه پژوهشی قابل توجهی به COFهای دو بعدی - پلیمرهای آلی متخلخل - به دلیل کریستالی بودن، ساختار متخلخل منظم و قابل تنظیم و سطح ویژه بالای آنها شده است. با این حال، دشواری پردازش COF ها به موادی با سایز نانو - همراه با پایداری ضعیف آنها - کاربرد آنها را در پزشکی بازساختی و دارورسانی محدود کرده است. نیاز به رویکردهای جدیدی وجود دارد که این COF ها را با ثبات فیزیولوژیکی کافی تهیه کرده و در عین حال زیست‌سازگاری آنها را حفظ کند.

تیم Gaharwar پایداری هیدرولیتیک (آب) COF ها را با ادغام آنها با پلیمرهای آمفیفیلیک، که درشت مولکول‌هایی هستند که شامل اجزای آبگریز و آبدوست هستند، افزایش داده‌اند. این رویکرد، که قبلاً گزارش نشده است، به COF ها قابلیت پراکندگی آب می‌دهد و کاربرد زیست پزشکی این نانوذرات را ممکن می‌سازد.

Gaharwar گفت: "تا جایی که ما می‌دانیم، این اولین گزارشی است که توانایی COF ها را برای هدایت سلول‌های بنیادی به سمت بافت استخوانی نشان می‌دهد." این فناوری جدید پتانسیل تأثیرگذاری بر درمان بازسازی استخوان را دارد.

محققان دریافتند که COF های دوبعدی حتی در غلظت‌های بالاتر، بر روی زنده ماندن و تکثیر سلول تأثیر نمی‌گذارند. آنها مشاهده کردند که این COF های دوبعدی خاصیت زیست فعالی را بروز می‌دهند و سلول ‌ای بنیادی را به سمت سلول‌های استخوانی هدایت می‌کنند. مطالعه اولیه نشان داد که شکل و اندازه این نانوذرات می‌تواند این زیست‌فعالی را ایجاد کند و مطالعات عمیق بیشتری برای بینش مکانیکی باید انجام شود.

این نانوذرات بسیار متخلخل هستند و تیم Gaharwar از این ویژگی منحصر به فرد برای تحویل دارو استفاده کرده است. آنها توانستند یک داروی القا کننده استخوان به نام دگزامتازون را در ساختار متخلخل COF بارگذاری کنند تا استخوان‌سازی را بیشتر تقویت کنند.

سوکانیا بونیا، نویسنده ارشد این مطالعه و دستیار فوق دکتری در بخش مهندسی زیست پزشکی، گفت: «این نانوذرات می‌توانند تحویل داروها به سلول‌های بنیادی مزانشیمی انسان را که معمولاً در بازسازی استخوان استفاده می‌شوند، طولانی‌تر کنند.» تحویل مداوم دارو منجر به افزایش تمایز سلول‌های بنیادی به سمت دودمان استخوانی شد و این تکنیک می‌تواند برای بازسازی استخوان استفاده شود.

این یافته‌ها برای طراحی آینده زیست‌مواد مهم هستند و می‌توانند دستورالعمل‌هایی را برای بازسازی بافت و کاربردهای دارورسانی ارائه دهند. نتایج این پژوهش در مجله Advanced Healthcare Materials منتشر شد.

https://www.sciencedaily.com/releases/2022/03/220330121412.htm