به گزارش واحد علم خوان دانشگاه علوم پزشکی تهران، این ساختار نوآورانه که از فیبروئین ابریشم و غشای آمنیونی انسانی سلول‌زدایی شده ساخته شده است، زیست‌سازگاری بالا، خواص مکانیکی مشابه بافت مثانه طبیعی و مقاومت در برابر عوارض رایج مانند تشکیل سنگ را نشان می‌دهد.

نقص‌های مثانه، چه مادرزادی مانند اکستروفی یا اکتسابی به علت عوارضی مانند سرطان یا اختلالات عصبی، میلیون‌ها نفر را در سراسر جهان دچار می‌کنند. درمان استاندارد، سیستوپلاستی تقویتی  (جراحی بزرگ کردن مثانه) اغلب شامل استفاده از بخش‌هایی از روده بیمار است، اما این می‌تواند منجر به عوارض جانبی شدیدی از جمله عفونت‌های مزمن، عدم تعادل متابولیک و سنگ‌های ادراری شود. مهندسی بافت در سال‌های اخیر به عنوان یک درمان جایگزین امیدوارکننده ظهور کرده است و هدف آن ایجاد داربست‌هایی است که از رشد سلول پشتیبانی کنند و به طور یکپارچه با بدن ادغام شوند. با این حال، طراحی‌های بافتی قبلی دچار مشکلاتی مانند سفتی، تخریب آهسته و پاسخ‌های التهابی بوده‌اند.

این تحقیق بوسیله پژوهشگران دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مرکزتحقیقات اورولوژی اطفال و طب بازساختی در پژوهشکده ژن، سلول و بافت دانشگاه علوم پزشکی تهران به ارزیابی یک داربست کامپوزیت سه لایه برای رفع این چالش‌ها می‌پردازد.

 لایه زیرین این داربست، یک لایه نازک از «فیبروئین ابریشم» (SF) است که برای افزایش انعطاف‌پذیری و جلوگیری از فروسایش با اکسید پلی‌اتیلن (PEO) ترکیب شده است. لایه میانی از «غشای آمنیوتیک انسانی سلول‌زدایی شده» (DHAM) استفاده می‌کند، ماده‌ای طبیعی که به دلیل خواص ضد التهابی، ضد میکروبی و ضد فیبروتیک شناخته شده است. لایه بالایی یک اسفنج متخلخل فیبروئین ابریشم است که در آن «سلول‌های بنیادی مشتق از چربی» (ADSCs) محصورشده در یک هیدروژل کلاژن برای تقویت بازسازی بافتی کاشته شده‌اند.

این پژوهشگران برای ساخت این داربست فیبروئین ابریشم را از پیله‌های کرم ابریشم استخراج کردند، لایه‌هایی نازک با غلظت‌های مختلف اکسید پلی‌اتیلن به وجود آوردند و غشاهای آمنیونی را با استفاده از فرآیندهای شیمیایی برای حذف سلول‌ها در عین حفظ ماده زمینه‌ای خارج سلولی، سلول‌زدایی کردند. این لایه‌ها با استفاده از محلول فیبروئین ابریشم و کلاژن به عنوان چسب به هم متصل شدند. آزمایش‌های مکانیکی نشان داد که این داربست کامپوزیت با خاصیت ارتجاعی و استحکام بافت مثانه انسان مطابقت نزدیکی دارد و این ویژگی‌ها آن را برای چرخه‌های پویای پر شدن و تخلیه این اندام مناسب می‌کند.

تجربه‌های آزمایشگاهی با این داربست نتایج استثنایی را نشان دادند. لایه‌های غشای آمنیوتیک انسانی سلول‌زدایی شده (DHAM) و اسفنج فیبروئین ابریشم ۴ درصد از میزان‌های بالای بقا، تکثیر و زیست‌پذیری سلولی پشتیبانی کردند. داربست‌های حاوی DHAM، هنگامی که به مدت هفت روز در یک محیط شبیه‌سازی شده  در معرض ادرار انسان قرار گرفتند، برخلاف داربست‌های بدون DHAM، هیچ نشانه‌ای از فرسایش یا تشکیل کریستال - شاخص‌های کلیدی سنگ‌سازی - نشان ندادند. این مقاومت به خواص محافظتی DHAM نسبت داده می‌شود که می‌تواند یکی از نگران‌کننده‌ترین عوارض در بازسازی مثانه را کاهش دهد.

این پژوهشگران در مقاله خود با تأکید بر چگونگی غلبه این طراحی بافتی بر محدودیت‌های داربست‌های دو لایه  قبلی فیبروئین ابریشم، مانند سفتی بیش از حد و میزان بالای فروسایش خاطرنشان کردند: "این رویکرد سه لایه بر اساس نقاط قوت مواد طبیعی و مصنوعی ساخته شده است و داربستی را ارائه می‌دهد که نه تنها زیست‌سازگار است، بلکه با محیط منحصر به فرد مثانه نیز سازگار است.»

با اینکه این مطالعه بر ارزیابی‌های آزمایشگاهی متمرکز بود، اما پیامدهای مهمی برای کاربردهای بالینی دارد. این ساختار با کاشت ADSCها - سلول‌های بنیادی که به راحتی از بافت چربی برداشت می‌شوند - روی داربست بافتی می‌تواند بهبود و ادغام سریع‌تر را تسهیل کند و به طور بالقوه میزان شکست پیوند را کاهش دهد. کارشناسان این حوزه معتقدند که این امر می‌تواند راه را برای شخصی‌سازی وصله‌های مثانه، به ویژه برای بیماران مبتلا به بیماری مثانه در مرحله نهایی، هموار کند.

مقاله این تحقیق که در ۱۴ اوت ۲۰۲۵ در ژورنال «علوم زیستی ماکرومولکولی» منتشر شده است، نقش رو به رشد مواد زیستی هیبریدی را در مهندسی بافت در اورولوژی برجسته می‌کند. مراحل آینده ممکن است شامل آزمایش‌های حیوانی درون‌تنی این داربست برای ارزیابی ادغام و عملکرد طولانی‌مدت باشد. این داربست در صورت موفقیت در کارآزمایی‌های بالینی می‌تواند درمان‌ها را متحول کند و امیدی برای ترمیم‌های ایمن‌تر و مؤثرتر مثانه و بهبود کیفیت زندگی افراد مبتلا به اختلالات ادراری ایجاد کند.

منبع خبر: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mabi.202500157