نانوداروهایی که می‌توانند به بازسازی استخوان کمک کنند

به گزارش سارنا به نقل از ایسنا و به نقل از نانومگزین، سلول‌های بنیادی می‌توانند در بدن به انواع گوناگونی از سلول‌ها تبدیل شوند. هنگامی که شخصی آسیب می‌بیند، سلول‌های بنیادی به محل آسیب می‌رسند و به بهبود بافت‌های آسیب‌دیده کمک می‌کنند. یک روش جدید نانوفناوری که توسط گروهی از پژوهشگران "دانشگاه تگزاس ای اند ام"(Texas A&M) توسعه یافته است، می‌تواند با هدایت سلول‌های بنیادی برای تشکیل بافت استخوانی، توانایی بازسازی بدن را تقویت کند.

این گروه پژوهشی به سرپرستی "آخیلش گهاروار"(Akhilesh Gaharwar)، دانشیار بخش مهندسی پزشکی دانشگاه تگزاس ای اند ام، نانوذرات دوبعدی "چارچوب کووالانسی آلی"(COF) پایدار در برابر آب را ابداع کرده‌اند که می‌توانند سلول‌های بنیادی مزانشیمی انسان را برای تبدیل شدن به سلول‌های استخوانی هدایت کنند.

به دلیل کریستالی بودن، ساختار متخلخل منظم و قابل تنظیم چارچوب‌های کووالانسی آلی دوبعدی یا پلیمرهای آلی متخلخل، پژوهش‌ها توجه بسیاری را به آنها معطوف داشته‌اند. با وجود این، دشواری پردازش این چارچوب‌ها برای تبدیل کردن آنها به موادی در مقیاس نانو، کاربرد آنها را در پزشکی ترمیمی و دارورسانی محدود کرده است. نیاز به رویکردهای جدیدی احساس می‌شود که این چارچوب‌ها را با حفظ ثبات فیزیولوژیکی و زیست‌سازگاری آنها ارائه دهند.

گهاروار و گروهش، پایداری هیدرولیتیک چارچوب‌ها را به واسطه ادغام آنها با پلیمرهای آمفیفیلیک که درشت‌مولکول‌های شامل اجزای آبگریز و آبدوست هستند، افزایش داده‌اند. این روش، قابلیت پخش کردن آب را برای چارچوب‌های کووالانسی آلی فراهم می‌کند و کاربرد زیست‌پزشکی این نانوذرات را ممکن می‌سازد.

گهاروار گفت: تا جایی که ما می‌دانیم، این نخستین گزارشی است که توانایی چارچوب‌های کووالانسی آلی را برای هدایت سلول‌های بنیادی به سوی بافت استخوانی نشان می‌دهد. این فناوری جدید می‌تواند بر ترمیم استخوان تاثیر بگذارد.

پژوهشگران دریافتند که چارچوب‌های کووالانسی آلی دوبعدی حتی در تراکم بالاتر، روی زنده ماندن و تکثیر سلول تأثیر نمی‌گذارند. آنها مشاهده کردند که این چارچوب‌های دوبعدی، فعالیت زیستی را نشان می‌دهند و سلول‌های بنیادی را به سوی سلول‌های استخوانی هدایت می‌کنند. بررسی ابتدایی نشان داد که شکل و اندازه این نانوذرات می‌تواند فعالیت زیستی را ایجاد کند و بررسی‌های عمیق‌تر و بیشتری باید برای دستیابی به بینش‌های مکانیکی انجام شود.

این نانوذرات، بسیار متخلخل هستند و گروه گهاروار از این ویژگی منحصر به فرد برای دارورسانی استفاده کرده‌اند. آنها توانستند داروی دگزامتازون را در ساختار متخلخل چارچوب‌های کووالانسی آلی بارگذاری کنند تا به تقویت استخوان‌سازی بپردازند.

"سوکانیا بونیا"(Sukanya Bhunia)، از پژوهشگران این پروژه گفت: شاید این نانوذرات بتوانند در دارورسانی به سلول‌های بنیادی مزانشیمی انسان کمک کنند که در ترمیم استخوان به کار می‌روند. از این روش می‌توان برای بازسازی استخوان استفاده کرد.

گهاروار خاطرنشان کرد که گام بعدی این گروه پژوهشی، ارزیابی این فناوری نانو در یک مدل بیمار خواهد بود.

یافته‌های این پژوهش، برای طراحی مواد زیستی در آینده مهم هستند که می‌توانند دستورالعمل‌هایی را برای بازسازی بافت و دارورسانی ارائه دهند.

این پژوهش، در مجله "Advanced Healthcare Materials" به چاپ رسید.