ترمیم استخوان‌های شکسته با داربست زیستی الکتریکی

ایسنا/ پژوهشگران "دانشگاه کنتیکت"(University of Connecticut) آمریکا در مطالعه اخیرشان اظهار کرده‌اند در آینده می‌توان از داربست الکتریکی که اخیرا توسعه داده‌اند برای ترمیم استخوان‌های شکسته استفاده کرد.
قبلاً در مورد مواد قابل کاشت با ریزساختارهای داربست(scaffold) مانند که با ایجاد مکانی برای انتقال سلول‌های استخوانی به ترمیم استخوان‌های شکسته شده کمک می‌کنند،‌ مطالعاتی انجام شده است. اکنون محققان موفق به توسعه یک داربست جدید شده‌اند که می‌تواند با تحریک الکتریکی بهتر از دیگر داربست‌ها عمل کند. دانشمندان قبلا به استفاده از ایمپلنت‌هایی که از میدان الکتریکی بدن تقلید می‌کنند، موفق شده‌اند. این میدان الکتریکی سلول‌های استخوانی را برای تکثیر تحریک می‌کنند. اما متأسفانه این دستگاه‌ها بزرگ هستند و به باتری یکپارچه(بالقوه سمی) یا منبع تغذیه‌ای سیم دار نیاز دارند. علاوه بر این، پس از بهبودی استخوان شکسته، ایمپلنت‌ها باید با جراحی برداشته شوند.

اکنون دانشمندان دانشگاه کنتیکت به رهبری "ثان نویِن"(Thanh Nguyen) مهندس زیست پزشکی اخیرا یک داربست زیستی الکتریکی جدید تولید کرده‌اند که به صورت بی‌سیم کار می‌کند و هرگز نیازی به خارج کردن آن نیست. این ماده از نانو الیاف پلیمر غیرسمی پیزوالکتریک موسوم به پُلی(ال لاکتیک اسید) یا PLLA ساخته شده است.

مواد پیزو الکتریک در پاسخ به تنش مکانیکی کاربردی، بار الکتریکی ایجاد می‌کنند. ایده این است که پس از کاشت مواد در محل شکستگی استخوان، پزشک به طور دوره‌ای از یک دستگاه دستی خارجی استفاده می‌کند تا پالس‌های فراصوت را به داخل آن بفرستد. این پالس‌ها باعث می‌شوند که داربست به لرزش درآید و استرس ناشی از این لرزش‌ها به نوبه خود باعث ایجاد یک میدان الکتریکی ضعیف که خاصیت درمانی دارد، می‌شود.

از آنجا که سلول‌های استخوانی تحریک شده بدن در داخل داربست تکثیر می‌شوند، به تدریج و به مرور زمان و بی ضرر نیز حل می‌شود. سرانجام مواد کاملاً جایگزین استخوان طبیعی می‌شوند، بنابراین نیازی به برداشتن آن نیست. در آزمایشاتی که تاکنون انجام شده است، از این ماده برای تقویت بهبودی شکستگی جمجمه موش استفاده شده است. دانشمندان اکنون در تلاشند تا به قابلیت داربست‌ها برای رشد استخوان‌ها بیافزایند و درک بهتری از چگونگی تحریک میدان‌های الکتریکی سلول‌های استخوانی به منظور تکثیر آنها به دست آورند. در نهایت، امید می‌رود که این فناوری همچنین بتواند به اصلاح مجدد انواع دیگر بافت‌ها، مانند ماهیچه‌ها، اعصاب یا غضروف کمک کند.

یافته‌های این مطالعه در مجله "Nano Energy" منتشر شده است.