پژوهشگران ایرانی هیدروژلی تزریقی برای بازسازی بافت نرم طراحی کردند
پژوهشگران با ترکیب اسید هیالورونیک، ذرات ریز دکستران و مواد زیستی مشتق از سلول‌ها، نوعی هیدروژل تزریقی طراحی کرده‌اند که هدف آن فقط افزایش حجم بافت نیست، بلکه کمک به تشکیل بافت جدید و بهبود اتصال ماده تزریق‌شده به بافت بدن است.
به گزارش علم‌خوان، نتایج اولیه این پژوهش در مدل حیوانی امیدوارکننده بوده است، اما برای مشخص شدن ایمنی و اثربخشی آن در انسان، به مطالعات بیشتری نیاز است.
نتایج این پژوهش که بوسیله پژوهشگران دانشگاه علوم پزشکی تهران و دانشگاه صنعتی امیرکبیر انجام شده، در ژورنالBiomaterials Advancesمنتشر شده است.
چرا به مواد ترمیم‌کننده جدید نیاز داریم؟
برخی از فیلرهای تزریقی برای بازگرداندن حجم بافت نرم یا اصلاح فرورفتگی‌ها به کار می‌روند. اسید هیالورونیک یکی از مواد رایج در این محصولات است؛ ماده‌ای که توانایی نگهداری آب دارد و می‌تواند به ایجاد حجم کمک کند. با این حال، بعضی فیلرها عمدتاً نقش پرکننده دارند و لزوماً تشکیل بافت جدید را تحریک نمی‌کنند. همچنین، تجزیه ماده تزریق‌شده یا واکنش بدن به آن می‌تواند بر دوام و کیفیت نتیجه اثر بگذارد.
پژوهشگران در این مطالعه تلاش کردند ماده‌ای بسازند که علاوه بر ایجاد ساختار اولیه، سلول‌های بدن را نیز به تولید اجزای ماتریکس خارج‌سلولی ترغیب کند؛ شبکه‌ای از پروتئین‌ها و مواد دیگر که سلول‌ها را احاطه می‌کند و در استحکام و سازمان‌یافتگی بافت نقش دارد.
هیدروژل از چه موادی ساخته شده است؟
این سامانه از سه جزء اصلی تشکیل شده است:
- اسید هیالورونیک: ماده اصلی و تزریق‌پذیر هیدروژل که چارچوب ساختاری آن را فراهم می‌کند.
- ذرات ریز دکستران: ذراتی که به تقویت ساختار هیدروژل کمک می‌کنند و برای حمل و آزادسازی تدریجی اسید آسکوربیک، یا ویتامین C، به کار رفته‌اند.
- ماتریکس خارج‌سلولی مشتق از سلول‌ها: پوششی زیستی که نشانه‌هایی شبیه محیط طبیعی اطراف سلول‌ها فراهم می‌کند و می‌تواند به تعامل بهتر سلول‌ها با ماده تزریق‌شده کمک کند.
اسید آسکوربیک در این طرح فقط یک افزودنی ساده نیست؛ پژوهشگران از آن برای تحریک فعالیت فیبروبلاست‌ها استفاده کردند. فیبروبلاست‌ها سلول‌هایی هستند که در ساخت کلاژن و دیگر اجزای ماتریکس خارج‌سلولی نقش دارند.
نتایج آزمایش‌ها چه بود؟
پژوهشگران ابتدا مقدار مناسبی از اسید آسکوربیک را برای آزمایش انتخاب کردند و سپس چند ترکیب متفاوت از هیدروژل و ذرات دکستران را بررسی کردند. آزادسازی اسید آسکوربیک از سامانه تا ۲۱ روز ارزیابی شد؛ بخش عمده ماده فعال در هفت روز نخست در دسترس بود.
در آزمایش‌های سلولی، حضور اسید آسکوربیک با افزایش نشانگرهای مرتبط با تولید اجزای بافتی همراه بود. برای نمونه، میزان رنگ‌آمیزی مرتبط با کلاژن در شرایط آزمایش حاوی اسید آسکوربیک حدود ۱۷٫۷ درصد بود، درحالی‌که این مقدار در گروه شاهد حدود ۱٫۸ درصد گزارش شد. برای فیبرونکتین نیز مقادیر به‌ترتیب حدود ۳۰٫۵ و ۲٫۶ درصد بود. فیبرونکتین پروتئینی است که در چسبندگی سلول‌ها و سازمان‌دهی ماتریکس خارج‌سلولی نقش دارد.
فرمولاسیون منتخب، که پژوهشگران آن را HA50/4D50 نامیدند، رفتار مناسبی برای تزریق نشان داد و مدول کشسانی آن حدود ۵۷۶ پاسکال بود. همچنین، آزمون‌های سلولی افزایش تکثیر یا فعالیت سلولی را در این فرمولاسیون نشان دادند؛ با این حال، چنین نتایجی به‌تنهایی اثبات نمی‌کنند که ماده در بدن انسان بافت سالم و بادوام ایجاد خواهد کرد.
آزمایش در بدن حیوان چه چیزی نشان داد؟
پژوهشگران هیدروژل را در بافت زیرجلدی موش صحرایی بررسی کردند. طی دوره ارزیابی ۲۱روزه، ماده به‌تدریج تجزیه شد و التهاب مشاهده‌شده برطرف شد؛ نشانه‌ای از فیبروز مزمن نیز گزارش نشد.
یکی از یافته‌های مهم، بهبود اتصال بافت بدن به هیدروژل حاوی اسید آسکوربیک بود. در بررسی بافتی، نسبت نواحی خالی در اطراف ماده در این گروه حدود ۹٫۴ درصد بود، درحالی‌که این مقدار برای ژل فاقد اسید آسکوربیک حدود ۲۸٫۴ درصد گزارش شد. کاهش فضای خالی می‌تواند نشانه‌ای از ادغام بهتر ماده با بافت اطراف باشد، هرچند برای اثبات ترمیم عملکردی و پایدار باید پیامدهای بیشتری بررسی شوند.
این یافته چه اهمیتی دارد؟
ایده اصلی پژوهش، حرکت از فیلرهایی است که عمدتاً فضای خالی را پر می‌کنند، به سمت موادی که محیطی مناسب‌تر برای فعالیت سلول‌ها و تشکیل ماتریکس جدید فراهم می‌کنند. ترکیب یک چارچوب تزریقی با ذرات حامل ویتامین C و پوشش زیستی مشتق از سلول، می‌تواند راهی برای طراحی مواد ترمیمی فعال‌تر باشد.
با این حال، پژوهش در مرحله اثبات مفهوم قرار دارد. آزمایش‌های سلولی و مطالعه کوتاه‌مدت در موش صحرایی جایگزین کارآزمایی بالینی نیستند. هنوز باید دوام اثر، ایمنی بلندمدت، پاسخ ایمنی، کیفیت بافت تشکیل‌شده، امکان تولید استاندارد و عملکرد ماده در انسان بررسی شود. بنابراین، این هیدروژل را در حال حاضر باید یک فناوری آزمایشی امیدوارکننده دانست، نه درمانی آماده استفاده بالینی.
منبع:
Ghofrani A, Shafieian M, Hassannejad Z.In situ ECM-functionalized hyaluronic acid/dextran composite hydrogels for regenerative soft tissue reconstruction.Biomaterials Advances.
ارسال نظر