پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

اگرچه آسیب های تاندون ممکن است به طور ناگهانی به نظر برسد، اما اغلب نتیجه استرس مداوم یا ساییدگی است که در طول زمان رخ داده است. این آسیب‌ها در میان ورزشکاران رایج است تا اما بار سیستم مراقبت‌های بهداشتی ناچیز نیست و سالانه بیش از 100 میلیون بزرگسال درگیر آن می‌شوند. با در نظر گرفتن استاندارد طلایی در درمان، جراحی موفقیت نسبی دارد. با این حال، غالباً در نتیجه تشکیل بافت اسکار، عملکرد کامل تاندون را بازیابی نمی کند.

مانوس بیگز، استاد مرکز تحقیقاتی SFI برای تجهیزات پزشکی مستقر در NUI Galway توضیح داد: «بافت اسکار، و به‌ویژه کلسیفیکاسیون تاندون به دنبال آسیب، می‌تواند از فرآیندهای التهابی نابجا ایجاد شود. این بافت اسکار غیرعملکردی است، از نظر مکانیکی پایین‌تر از تاندون طبیعی است و می‌تواند منجر به درد مزمن، سفتی و بی‌ثباتی مفصل شود.»

در مطالعه‌ای که اخیراً در Advanced Materials منتشر شده است، بیگز و یک تیم مشترک از محققان می‌گویند که ترمیم معنی‌دار و طولانی مدت این نوع آسیب‌ها نیازمند فعال‌سازی مسیرهای ترمیم بافت بدن است. برای انجام این کار، آنها به برق درمانی، همراه با ورزش، با استفاده از یک وسیله کاشتنی که با حرکت نیرو می‌گیرد، روی آوردند.

پروفسور ابهای پاندیت، یکی از نویسندگان این مطالعه و محقق همکار در NUI، گفت: «در اینجا، ما فرآیندهای بنیادی زیست شناسی سلولی و اینکه چگونه می توان آنها را به راه حل های بالینی ترجمه کرد، بررسی کردیم. شناسایی نحوه واکنش گیرنده‌های غشای سلولی خاص به تحریک الکترومکانیکی، یک پیشرفت واقعاً هیجان‌انگیز در طراحی استراتژی‌های بازسازی نسل بعدی است.

مطالعات قبلی پتانسیل میدان‌های الکتریکی را در کمک به بهبود زخم با میانجی‌گری مهاجرت سلولی و ترویج سنتز پروتئین‌های کلاژن نشان داده‌اند که برای فرآیند بهبودی مفید هستند. کلاژن، مانند DNA و استخوان، یک ماده پیزوالکتریک طبیعی است این ترکیبات دسته ای از مواد هستند که می توانند در هنگام اعمال فشار مکانیکی به آنها بار الکتریکی ایجاد کنند.

بنابراین، تیم یک دستگاه قابل کاشت ساخت که به عنوان پشتیبان مکانیکی برای بافت‌های تاندون آسیب‌دیده عمل می‌کند و نشانه‌های بیوالکتریکی که معمولاً توسط کلاژن ارائه می‌شود را تقلید می‌کند. بیگز می‌گوید: «این می‌تواند به‌عنوان ماده‌ای قوی و بخیه‌مانند یا به‌طور عملی‌تر، به‌عنوان ماده مجرای مورد استفاده قرار گیرد که پس از بخیه شدن آن توسط جراح در حال انجام تعمیر، به دور تاندون می‌پیچد».

Matteo Palma، که در این مطالعه تخصص مواد را به عهده داشت، توضیح داد: «در کنار ارزیابی پاسخ بیولوژیکی به این مواد پیزوالکتریک، بسیار مهم بود که ما درک درستی از نحوه فرموله کردن یک پلیمر پیزوالکتریک به الیاف در مقیاس میکرو به دست آوریم. ما از میکروسکوپ کاوشگر روبشی پیشرفته برای ارزیابی خواص مورفولوژیکی و پیزوالکتریکی این الیاف و چگونگی تغییر این خواص زمانی که الیاف به یک شبکه گسترده تبدیل می‌شوند، استفاده کردیم.

دستگاه آنها از یک پارچه مشبک مصنوعی ساخته شده از یک پلیمر فروالکتریک استفاده می کند(ماده ای که به محض اعمال میدان الکتریکی یا کشش مکانیکی، دارای قطبش دائمی است)

مارک فرناندز یاگوئه، نویسنده اصلی این مقاله گفت: «کشف ما نشان می‌دهد که وقتی دستگاه کاشته‌شده در حین راه رفتن کشیده می‌شود، بار الکتریکی در ناحیه هدف درمان  تاندون آسیب‌دیده یا آسیب‌دیده ایجاد می‌شود. "تغییر بالقوه بازی در اینجا مانند یک کلید برق در یک سلول است و محرک الکتریکی فرآیندهای بازسازی خاص تاندون را در تاندون آسیب دیده روشن می کند."

در آزمایش‌های آزمایشگاهی، محققان نشان دادند که تحریک حرکتی بافت تاندون از طریق دستگاه پیزو بیوالکتریک آنها، کانال‌های یونی را در سلول‌های تاندون فعال می‌کند که به تنظیم مسیرهای سیگنالینگ بازسازی بافت خاص کمک می‌کند.

بیگز در بیانیه‌ای گفت: «یکی از هیجان‌انگیزترین بخش‌های مطالعه ما این است که این دستگاه‌های کاشتنی ممکن است برای بیماران یا اختلالات فردی طراحی شوند و ممکن است در تسریع ترمیم آسیب‌های تاندون مرتبط با ورزش، به ویژه در ورزشکاران، نویدبخش باشند.» از آنجایی که دستگاه منطبق و انعطاف پذیر است، می توان آن را بر اساس نیاز و میزان آسیب بیمار به راحتی برش داد و نصب کرد.

او ادامه داد: «این دستگاه‌ها مقرون به صرفه هستند، کاشت نسبتاً آسان هستند و ممکن است راه را برای کلاس جدیدی از درمان‌های الکتریکی احیاکننده هموار کنند.» انتظار می‌رود این استراتژی منحصربه‌فرد ترکیب دستگاهی که از طریق حرکت بدن نیرو می‌گیرد و می‌تواند القای سریع التیام تاندون باشد، تأثیر قابل‌توجهی بر حوزه دستگاه‌های احیاکننده، به‌ویژه در حوزه ورزش یا آسیب‌های ناشی از تروما داشته باشد.

Ref:https://www.advancedsciencenews.com/speeding-up-tendon-healing-by-mimicking-the-bodys-bioelectrical-cues/