پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

هیدروژل ها معمولاً در داخل بدن برای کمک به بازسازی بافت و تحویل دارو استفاده می شوند. با این حال، هنگامی که آنها داخل می شوند، کنترل آنها می تواند چالش برانگیز باشد. تیمی از محققان به سرپرستی پروفسور آخیش گهاروار از دانشگاه A&M تگزاس در حال توسعه روش جدیدی برای دستکاری ژل با استفاده از نور هستند.

نور منبع انرژی بسیار جذابی است زیرا می تواند در یک منطقه از پیش تعریف شده محدود شود و همچنین می تواند با زمان یا شدت قرار گرفتن در معرض تنظیم شود. هیدروژل‌های پاسخ‌دهنده به نور، دسته‌ای از مواد در حال ظهور هستند که برای توسعه دستگاه‌های پزشکی غیرتهاجمی، غیر تماسی، دقیق و قابل کنترل در طیف گسترده‌ای از کاربردهای زیست‌پزشکی، از جمله درمان فتوترمال، درمان فوتودینامیک، دارورسانی و پزشکی احیاکننده استفاده می‌شوند.

پاتریک لی، یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت که مواد زیستی پاسخگو به نور اغلب در کاربردهای زیست پزشکی استفاده می شوند. با این حال، منابع نور فعلی، مانند نور ماوراء بنفش و نور مرئی، نمی توانند به اندازه کافی به بافت نفوذ کنند تا با هیدروژل تعامل کنند. در عوض، این تیم در حال تحقیق در مورد نور مادون قرمز نزدیک (NIR) است که عمق نفوذ بالاتری دارد.

این تیم از کلاس جدیدی از نانومواد دو بعدی به نام دی سولفید مولیبدن (MoS2) استفاده می‌کند که سمیت ناچیزی برای سلول‌ها و جذب NIR عالی نشان داده است. این نانوصفحات با راندمان تبدیل فتوترمال بالا می توانند نور NIR را جذب و به گرما تبدیل کنند، که می تواند برای کنترل مواد حساس به حرارت توسعه یابد. کار آنها اخیراً در مجله Advanced Materials منتشر شده است.

در یکی از مطالعات قبلی این گروه، نشان داده شد که پلیمرهای خاصی با نانوصفحات MoS2 واکنش داده و هیدروژل تشکیل می دهند. با تکیه بر این کشف، این تیم بیشتر از نانوصفحات MoS2 و پلیمرهای مقاوم به حرارت برای کنترل هیدروژل تحت نور NIR توسط اثر فتوترمال استفاده کردند.

گهاروار گفت: «این کار از نور برای فعال کردن فعل و انفعالات پویا پلیمر و نانومواد استفاده می کند. پس از قرار گرفتن در معرض NIR، MoS2 با اتصال به چندین زنجیره پلیمری از طریق شیمی کلیک مبتنی بر نقص، به عنوان یک مرکز پیوند متقابل عمل می کند، که منحصر به فرد است.

نور NIR به شکل گیری داخلی هیدروژل های درمانی در بدن برای تحویل دقیق دارو اجازه می دهد. برای درمان سرطان، بیشتر داروها را می توان در داخل تومور نگه داشت، که عوارض جانبی شیمی درمانی را کاهش می دهد. علاوه بر این، نور NIR می تواند گرما را در داخل تومورها ایجاد کند تا سلول های سرطانی را از بین ببرد، که به عنوان فوتوترمال درمانی شناخته می شود. بنابراین، ترکیب هم افزایی فتوترمال درمانی و شیمی درمانی اثربخشی بالاتری را در تخریب سلول های سرطانی نشان داده است.

Ref: https://www.advancedsciencenews.com/lighting-up-hydrogels/