موفقیت پژوهشگران یزدی در تقویت ترمیم‌کنندۀ استخوان

صدا و سیما/ پژوهشگران یزدی با افزودن گرافن اکساید و کوئرستین به داربست‌های کیتوسانی، موفق به بهبود استحکام، چسبندگی سلولی و تمایز استخوانی سلول‌های بنیادی شدند. گرافن اکساید بیشترین تأثیر را در استخوان‌سازی داشت و کوئرستین نیز تجزیه‌پذیری داربست را ممکن کرد.

یکی از چالش‌های اصلی در مهندسی بافت استخوان، طراحی داربست‌هایی است که هم استحکام کافی داشته باشند و هم سلول‌های بنیادی را به درستی به سمت تشکیل استخوان هدایت کنند. در یک مطالعه تازه، محققان یزدی سه نوع داربست را بررسی کرده‌اند تا ببینند افزودن دو مادهٔ مختلف یکی نانومادهٔ مقاوم به نام «گرافن اکساید» و دیگری آنتی‌اکسیدان طبیعی به نام «کوئرستین» چه تأثیری بر عملکرد این داربست‌ها می‌گذارد.پژوهشگران مرکز جامع سلول‌های بنیادی و‌ پزشکی باز ساخت یزد در این مطالعه جدید نشان داده‌اند که اضافه‌کردن «گرافن اکساید» و «کوئرستین» به داربست‌های ساخته‌شده از کیتوسان می‌تواند به بهبود رشد و عملکرد سلول‌های بنیادی برای ترمیم استخوان بیماران کمک کند. این داربست‌ها نوعی ساختار سه‌بعدی هستند که سلول‌ها روی آن رشد می‌کنند و در مهندسی بافت برای بازسازی استخوان و بافت‌های آسیب‌دیده کاربردی اثربخش دارند.این دستاورد می‌تواند در آینده به طراحی داربست‌های هوشمندتر و کارآمدتر برای ترمیم استخوان کمک کند‌ و به طور مشخص در ترمیم بهتر ضایعات استخوانی، کاهش نیاز به پیوند استخوان، تناسب با کاربردهای متفاوت برای استحکام بیشتر و سرعت بالاتر استخوان‌سازی و در نهایت بهبود کیفیت زندگی بیماران و ترمیم مؤثرتر و سریع‌تر استخوان یعنی دوره نقاهت کوتاه‌تر، درد کمتر و بازگشت زودتر به فعالیت‌های روزمره مؤثر واقع شود‌.هرچند این پژوهش در مرحله آزمایشگاهی است، اما نتایج آن مسیر را برای تولید داربست‌های بالینی با کارایی بالاتر هموار می‌کند.
در این تحقیق، پژوهشگران سه نوع داربست را با هم مقایسه کردند؛ کیتوسان خالص، کیتوسان همراه با گرافن اکساید و کیتوسان همراه با کوئرستین که نتایج نشان داد افزودن گرافن اکساید بیشترین تأثیر را در افزایش استحکام داربست و تحریک سلول‌ها به تبدیل شدن به سلول‌های استخوانی داشته است. با این حال، کوئرستین هم توانسته با ایجاد تغییرات شیمیایی در ساختار داربست، ویژگی‌های آن را بهبود دهد.بررسی‌های میکروسکوپی نیز در این فرآیند نشان داد سلول‌های بنیادی به‌خوبی به سطح داربست‌ها متصل می‌شوند و روی آن رشد می‌کنند. در نمونه‌های دارای گرافن اکساید، سلول‌ها چسبندگی بیشتری داشتند و بهتر روی سطح داربست پخش شدند.آزمایش‌های شیمیایی نیز نشانگر این موضوع است کوئرستین با ایجاد پیوندهای هیدروژنی با کیتوسان، ساختار داربست را تغییر می‌دهد. پژوهشگران می‌گویند این تغییرات می‌تواند بر رفتار سلول‌ها و نحوه رشد آن‌ها اثر مثبت بگذارد.نتایج همچنین نشان داد افزودن گرافن اکساید و کوئرستین باعث کاهش تخلخل داربست‌ها شده است؛ موضوعی که می‌تواند روی میزان عبور مواد غذایی و رشد سلول‌ها تأثیر داشته باشد. از طرف دیگر، داربست حاوی کوئرستین در طول زمان بخشی از وزن خود را از دست داد که نشان‌دهنده قابلیت تجزیه‌پذیری آن در محیط زیستی است.

دستاوردی نوین در طراحی هوشمندانه داربست‌های ترمیم استخوان
در بخش زیستی پژوهش، داربست حاوی گرافن اکساید بهترین عملکرد را در زنده‌مانی سلول‌ها و کمک به تمایز استخوانی نشان داد. داربست دارای کوئرستین هم اگرچه عملکرد ضعیف‌تری نسبت به گرافن اکساید داشت، اما همچنان توانست در برخی شرایط از رشد سلولی پشتیبانی کند.کیتوسان به دلیل زیست‌سازگاری و خاصیت ضدباکتریایی، یکی از مواد پرکاربرد در مهندسی بافت است. گرافن اکساید می‌تواند استحکام و چسبندگی سلولی را افزایش دهد و کوئرستین نیز به‌دلیل خواص آنتی‌اکسیدانی‌اش، بر ساختار شیمیایی داربست اثر می‌گذارد.به گفته پژوهشگران، این نتایج می‌تواند به طراحی داربست‌های مؤثرتر برای ترمیم استخوان و کاربردهای آینده مهندسی بافت کمک کند.در مجموع، این مطالعه و دستاورد نشان می‌دهد هر دو مادهٔ گرافن اکساید و کوئرستین پتانسیل بهبود داربست‌های کیتوسانی را دارند، اما با اولویت‌های متفاوت. اگر هدف، دستیابی به حداکثر استحکام، چسبندگی سلولی و تمایز استخوانی باشد، گرافن اکساید انتخاب برتر است. در مقابل، اگر تجزیه‌پذیری تدریجی داربست در بدن و خواص آنتی‌اکسیدانی مدنظر باشد، کوئرستین گزینهٔ ارزشمندی محسوب می‌شود. هرچند کاهش تخلخل یک نکتهٔ قابل تأمل است، اما به گفتهٔ پژوهشگران، این یافته‌ها گامی مؤثر به سمت طراحی داربست‌های هوشمندانه‌تر برای ترمیم استخوان در آینده خواهد بود.

آخرین خبر یزد در اینستاگرام :
https://instagram.com/yazd_today