پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

یک تیم تحقیقاتی بین‌المللی به سرپرستی دانشگاه موناش تکنیک جدیدی را کشف کرده‌اند که می‌تواند با تغییر شکل و هسته سلول‌های بنیادی منفرد، بهبودی جایگزینی استخوان را تسریع بخشد.

همکاری دانشگاه موناش، مرکز نانوساخت ملبورن، CSIRO و موسسه تحقیقات پزشکی ماکس پلانک و موسسه فناوری فدرال سوئیس در لوزان، آرایه‌های ریزپایه‌ای را با استفاده از لیتوگرافی Nanoimprint UV ایجاد کردند که اساساً سلول‌ها را فریب می‌دهند تا به استخوان تبدیل شوند.لیتوگرافی Nanoimprint امکان ایجاد الگوهای ریزمقیاس با هزینه کم، توان عملیاتی بالا و وضوح بالا را فراهم می کند.

هنگامی که به عنوان بخشی از یک روش جایگزینی استخوان، مانند لگن یا زانو، در بدن کاشته شد، محققان دریافتند این ستون ها که 10 برابر کوچکتر از عرض یک موی انسان هستند شکل، هسته و مواد ژنتیکی درون سلول های بنیادی را تغییر دادند.

تیم تحقیقاتی نه تنها توانستند توپوگرافی اندازه ستون ها و تأثیراتی را که روی سلول های بنیادی می گذاشت را تعریف کنند، بلکه کشف کردند که در مقایسه با روش های فعلی می توان چهار برابر بیشتر استخوان تولید کرد. این یافته ها در Advanced Science منتشر شد.

پروفسور جسیکا فریت از دپارتمان علوم و مهندسی مواد دانشگاه موناش گفت: «این بدان معناست که با آزمایش‌های بیشتر، می‌توانیم روند قفل کردن استخوان با بافت اطراف را تسریع کنیم، علاوه بر کاهش خطرات عفونت». ما همچنین توانسته‌ایم تعیین کنیم که این ساختارهای ستونی چه شکلی دارند و چه اندازه‌ای باید داشته باشند تا تغییرات را در هر سلول بنیادی تسهیل کنیم و یکی را انتخاب کنیم تا  کاربرد بهتر داشته باشد.»

محققان در حال حاضر این مطالعه را به سمت آزمایش مدل حیوانی پیش می برند تا ببینند چگونه آنها روی ایمپلنت های پزشکی می توانند مورد استفاده قرار دهند.

مهندسان، دانشمندان و متخصصان پزشکی مدتی است می‌دانند که سلول‌ها می‌توانند نشانه‌های مکانیکی پیچیده‌ای را از ریزمحیط دریافت کنند که به نوبه خود بر رشد آنها تأثیر می‌گذارد.با این حال، دکتر ویکتور کادارسو از دپارتمان مهندسی مکانیک و هوافضا دانشگاه موناش می گوید که نتایج آنها به مکانیسمی اشاره دارد که قبلاً تعریف نشده بود که در آن می توان با استفاده از میکروتوپووگرافی برای تنظیمات بالینی آینده، «سیگنال های مکانیکی رسانا» را مهار کرد.

کادارسو گفت: «به‌کارگیری میکروتوپوگرافی سطحی به‌جای مکمل‌سازی فاکتورهای بیولوژیکی برای سرنوشت سلولی، پیامدهای گسترده‌ای برای نرم‌افزار کشت سلولی هوشمند در فناوری‌های سلول‌های بنیادی و سلول‌درمانی، و همچنین برای طراحی مواد کاشت هوشمند با ظرفیت افزایش یافته القای استخوان دارد».

پروفسور نیکلاس وولکر از مؤسسه علوم دارویی موناش و مدیر مرکز نانوساخت ملبورن گفت: نتایج این مطالعه تایید می‌کند که ریزستون‌ها نه تنها بر شکل کلی هسته تأثیر می‌گذارند، بلکه محتویات هسته را نیز تغییر می‌دهند.

وولکر گفت: «توانایی کنترل درجه تغییر شکل هسته با مشخص کردن ساختار بستر زیرین ممکن است فرصت‌های جدیدی را برای تنظیم بیان ژن و متعاقب آن سرنوشت سلولی ایجاد کند.

Ref:https://www.advancedsciencenews.com/pillar-of-support-breakthrough-discovery-could-speed-up-bone-implant-recovery/