دانش آموخته دوره دکتری مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیرکبیر با طراحی و ساخت داربست ترمیم شبکیه، افق جدیدی در حوزه درمان نابینایی های ناشی از مشکلات شبکیه چشم گشود.
به گزارش خبرگزاری دانا،'آزاده سپه وندی' به راهنمایی دکتر 'فتح اله مضطرزاده' و دکتر 'مهناز اسکندری'، چهار سال روی پروژه تحقیقاتی 'اثر داربست لومینسنس کیتوسان - پلی کاپرو لاکتون بر ترمیم بافت شبکیه چشم' فعالیت کرده که نتیجه آن چندین ثبت اختراع و جایزه ملی و بین المللی بوده است.
وی در طرح خود برای اولین بار در دنیا، داربست هایی برای ترمیم بافت شبکیه چشم طراحی و تولید کرده که توانایی نشر امواج الکترومغناطیس از خود دارند و قادر به تحریک سلول های شبکیه برای بازسازی بافت هستند.
سپه وندی در گفت و گو با خبرنگار علمی ایرنا به تشریح ویژگی های طرح خود پرداخت و ضمن ابراز تاسف از نابینا شدن میلیون ها انسان در کره زمین به دلیل مشکلات ناشی از آسیب های شبکیه گفت: با وجود سرعت روزافزون پیشرفت های علمی، همچنان میلیون ها نفر به دنبال از دست دادن شبکیه چشم نابینا می شوند و این به دلیل ناتمام بودن درمان های متداول است.
وی ادامه داد: اکنون که مهندسی بافت شبکیه، افق روشنی را برای درمان نابینایی پیش رو قرار داده است، ما نیز کار تحقیقی خود را در این حوزه تعریف کردیم.
به گفته این محقق جوان، درحال حاضر مهندسی بافت در گذارها و فراز و نشیب هایی که داشته است به این نقطه رسیده که سیگنال ها اثر بسیار مثبتی بر روند ترمیم بافت یا ایجاد یک بافت جدید دارند.
وی ادامه داد: از همین رو، ما نیز تمرکز خود را روی اثر سینگال الکترومغناطیسی بر روی روند رشد سلول ها (ترمیم بافت یا ایجاد بافت جدید) گذاشتیم.
سپه وندی درخصوص علت انتخاب امواج الکترومغناطیس در این طرح تحقیقاتی نیز توضیح داد: به طور کلی، همه موجودات زنده در دمای بالاتر از صفر درجه سانتیگراد، از خود امواج الکترومغناطیس، نشر می کنند که سلول ها نیز از این قاعده، مستثنی نیستند.
وی ادامه داد: ساختمان چشم نیز به گونه ای است که در یک تعامل ویژه با نور و امواج الکترومغناطیس است و این امواج را روی شبکیه چشم متمرکز می کند به همین دلیل می توانیم بگوییم یک اثرپذیری و اثرگذاری در سلول های شبکیه نسبت به امواج الکترومغناطیس در حالت طبیعی وجود دارد.
این دانش آموخته دکتری مهندسی پزشکی که در طرح تحقیقاتی خود دست به شبیه سازی فرآیند تاثیر امواج الکترومغناطیس در سلول های شبکیه زده است، گفت: در این طرح قصد داشتیم با اقتباس از عملکرد طبیعی شبکیه، اثر سیگنال های الکترومغناطیس را در روند رشد سلول ها و ترمیم یک بافت بررسی کنیم که مولد امواج الکترومغناطیس در این طرح، نانو ذرات 'لومینسنس' بودند.
وی یادآور شد: این نانوذرات با نور مرئی، تحریک می شوند و حدود 16 ساعت، نشر دارند بنابراین این نانوذرات را در بستری از پلیمر 'کیتوسان' و 'پلی کاپرو لاکتون' با درصدهای مختلف توزیع کرده و این کامپوزیت را الکترو ریسی کردیم و به این وسیله، داربست هایی ساختیم که برای مهندسی بافت شبکیه چشم مورد استفاده قرار گیرند و در عین حال، خاصیت نشر امواج الکترومغناطیس را داشتند یعنی در واقع، از خودشان نور تولید می کردند و این نور باید فیلتر و بهینه می شد که این بهینه شدن آن، متناسب با رفتار سلول ها در مجاورت داربست ها بود.
سپه وندی بیان داشت: پس از بررسی تمام این موارد، کشت سلول را روی داربست هایی که ساخته بودیم انجام دادیم و رفتارهای مختلف سلول ها از جمله تکثیر، تمایز سلول و رشد سلول ها را مطالعه کردیم و نتایج بسیار خوبی در رابطه با رشد سلول گرفتیم.
وی دستاورد اصلی این طرح پژوهشی را 'تمایز سلولی' عنوان کرد که در جریان آن، سلول های 'پیش ساز شبکیه' در مجاورت داربست ساخته شده، به سلول های شبکیه تمایز پیدا کردند.
این پژوهشگر جوان با بیان اینکه 'دریافت کننده های نوری' سلول هایی هستند که بیشترین نقش را در فرآیند بینایی دارند، اظهار کرد: ما در این طرح توانستیم با این داربست ها تمایز سلول های 'پیش ساز شبکیه' به سلول های شبکیه را موجب شویم که دستاورد بسیار مهمی بود و چندین ثبت اختراع و جایزه ملی و بین المللی برای ما به همراه داشت.
وی افزود: با ارائه نتایج این پروژه تحقیقاتی، علاوه بر سه ثبت اختراع ملی و یک ثبت اختراع بین المللی که مرحله داوری نهایی را می گذراند، جایزه جشنواره ملی 'پل' و جایزه جشنواره نوآوری برلین در سال گذشته را کسب کردیم و به عنوان 5 طرح اول شناخته شدیم.
سپه وندی با یادآوری اینکه داربست ساخته شده، از نوع 'زیست تخریب پذیر' است، گفت: نانوذراتی که در داربست، توزیع کردیم سرعت تخریب را به میزان بسیار قابل ملاحظه ای افزایش داد به گونه ای که مدت زمان رشد سلول شبکیه تا جایی که یک بافت همبند و یکنواخت را ایجاد کند، حدود سه ماه است درحالی که بستری که تاکنون با پلیمر 'کیتوسان' و 'پلی کاپرو لاکتون' برای این کار طراحی و ساخته شده، حدود 6 ماه طول می کشد اما با توزیع نانوذراتی که ما انجام دادیم فضایی را برای تخریب هیدرولوزی و آنزیمی ایجاد کردند و باعث شدند تخریبی حدود سه ماه و کمتر از آن را داشته باشیم که مدت زمان تخریب با سرعت رشد سلول، تناسب داشت.
وی در معرفی ویژگی های منحصر به فرد این طرح تحقیقاتی نیز توضیح داد: در بین کارهایی که در سطح دنیا برای ساخت داربستی در مهندسی بافت شبکیه انجام شده است، ساخت یک داربست با پتانسیل ایجاد امواج سیگنال، آن هم از نوع سیگنال و امواج الکترومغناطیس، بی سابقه بوده است.
سپه وندی ادامه داد: استفاده از مواد 'لومینسنس' به عنوان مولد امواج الکترومغناطیس در ساخت داربست برای ترمیم بافت شبکیه نیز هرگز سابقه نداشته است به همین خاطر ما توانستیم ادعا کنیم که برای اولین بار دست به انجام این ابتکار زده ایم.
وی به نتایج موفقیت آمیز اجرای این طرح اشاره کرد و گفت: سلول های 'پیش ساز' در واقع یک مرحله قبل از ساخت سلول های شبکیه کامل هستند و این امکان و پتانسیل را دارند که رشد کرده و تمایز پیدا کنند و تقسیم سلولی به گونه ای انجام شود که سلول های شبکیه ساخته شود، حال اگر این سلول ها در محیطی قرار بگیرند که شرایط مساعد باشد، رشد می کنند و چسبندگی و مهاجرت ایجاد می شود.
سپه وندی خاطرنشان کرد: بنابراین آنچه در مهندسی بافت، اهمیت دارد مرحله 'تمایز سلولی' است یعنی اکنون که سلول، رشد کرده و گستردگی ایجاد شده است آیا از این مرحله به بعد، به سلولی که مدنظر ما است تمایز پیدا می کند و آیا می تواند لایه های سلولی موجود در شبکیه را تامین کند یا خیر که این موضوع در این طرح محقق شد و سلول های پیش ساز به سلول های مخروطی که اصلی ترین سلول های شبکیه هستند، تمایز پیدا کرد.
وی با بیان اینکه مراحل آزمایشگاهی و سلولی طرح با موفقیت طی شده و در مرحله تست حیوانی قرار دارد، گفت: ابتدا قرار شد داربست ها را درون شبکیه چشم 'موش' قرار دهیم اما پزشک جراح ما این کار را تایید نکرد و پیشنهاد داد آزمایش روی چشم مرغ انجام شود که درحال اجرای آن هستیم.
سپه وندی تصریح کرد: چشم مرغ به لحاظ آناتومیک، شباهت خوبی با ساختار شبکیه چشم انسان دارد و نتایج دقیق و موثقی به بار می آورد، البته بهترین شباهت و اقتباس با چشم انسان را چشم ماهی دارد اما به خاطر اینکه آبزی است و جراحی باید در آب انجام شود، کار بسیار سختی است که از آن صرفنظر کردیم.
وی در مورد نتایج مورد انتظار از این طرح برای درمان بیماران اظهار کرد: نتایج این طرح می تواند برای درمان بیمارانی که دچار آسیب شبکیه شده و شبکیه آنها به دلیل جراحت، سوراخ یا جدا شده و همچنین بیماران دیابتی که شبکیه آنها نازک شده است و در ریسک پارگی شبکیه و نابینایی قرار دارند، استفاده شود.
دانش آموخته دکتری دانشگاه صنعتی امیرکبیر در خصوص روش های رایج درمان مشکلات شبکیه گفت: یکی از روش های مرسوم برای ترمیم بافت شبکیه این است که مهندسی بافت شبکیه، یک شبکیه از جنس شبکیه چشم انسان را می سازد و به صورت کاشت در چشم بیمار قرار می دهد که جراحی نسبتا ساده ای است و فرد، بینایی خود را باز می یابد.
وی ادامه داد: در حالت دیگر، بخشی از شبکیه دچار مشکل شده و از بین رفته است و ما می خواهیم بافت از دست رفته را با یک لایه بپوشانیم که این لایه علاوه بر اینکه باید به مرور زمان، جایگزین بخش از دست رفته شود، باید بتواند سلول های اطراف قسمت آسیب دیده را که به سمت مرگ سلولی می روند، از خواب بیولوژیک بیدار کند.
سپه وندی تاکید کرد: بکارگیری امواج الکترومغناطیس در داربست تولیدی ما، یک شوک بیولوژیک برای سلول ها ایجاد می کند و آنها را به فعالیت طبیعی بازمی گرداند.
وی اضافه کرد: یکی دیگر از مزیت های این کار، استفاده از نانوذراتی است که با نور مرئی، تحریک می شوند و یک نشر در طول موج سبز دارند که بر سلول های شبکیه اثر می گذارد و به طور کلی و براساس پژوهش هایی که انجام شده، سلول های شبکیه با طول موج رنگ سبز، رابطه خوبی برقرار می کنند.
به گفته سپه وندی، خاصیت مواد به کار رفته در این داربست به گونه ای است که حتی در مدت زمانی که چشم، بسته است فرآیند ترمیم اتفاق می افتد به خاطر اینکه نشر امواج از این مواد تا 16 ساعت ادامه دارد و میرایی آن حدود 16 ساعت طول می کشد.
از آنجا که ساعت های اولیه بعد از عمل جراحی، زمان طلایی برای ترمیم به شمار می آید و همچنین به خاطر استفاده از مواد بیهوشی، بیماران ناخودآگاه تمایل به خواب دارند، نشر امواج به مدت 16 ساعت و تداوم تحریک الکترومغناطیس سلول ها و روند ترمیم حتی در زمان خواب بیمار، یکی از ویژگی ها و دستاوردهای منحصر به فرد و بسیار موثر این طرح به شمار می آید و نوید خوبی برای درمان نابینایی ناشی از مشکلات شکبیه خواهد بود.
وی در طرح خود برای اولین بار در دنیا، داربست هایی برای ترمیم بافت شبکیه چشم طراحی و تولید کرده که توانایی نشر امواج الکترومغناطیس از خود دارند و قادر به تحریک سلول های شبکیه برای بازسازی بافت هستند.
سپه وندی در گفت و گو با خبرنگار علمی ایرنا به تشریح ویژگی های طرح خود پرداخت و ضمن ابراز تاسف از نابینا شدن میلیون ها انسان در کره زمین به دلیل مشکلات ناشی از آسیب های شبکیه گفت: با وجود سرعت روزافزون پیشرفت های علمی، همچنان میلیون ها نفر به دنبال از دست دادن شبکیه چشم نابینا می شوند و این به دلیل ناتمام بودن درمان های متداول است.
وی ادامه داد: اکنون که مهندسی بافت شبکیه، افق روشنی را برای درمان نابینایی پیش رو قرار داده است، ما نیز کار تحقیقی خود را در این حوزه تعریف کردیم.
به گفته این محقق جوان، درحال حاضر مهندسی بافت در گذارها و فراز و نشیب هایی که داشته است به این نقطه رسیده که سیگنال ها اثر بسیار مثبتی بر روند ترمیم بافت یا ایجاد یک بافت جدید دارند.
وی ادامه داد: از همین رو، ما نیز تمرکز خود را روی اثر سینگال الکترومغناطیسی بر روی روند رشد سلول ها (ترمیم بافت یا ایجاد بافت جدید) گذاشتیم.
سپه وندی درخصوص علت انتخاب امواج الکترومغناطیس در این طرح تحقیقاتی نیز توضیح داد: به طور کلی، همه موجودات زنده در دمای بالاتر از صفر درجه سانتیگراد، از خود امواج الکترومغناطیس، نشر می کنند که سلول ها نیز از این قاعده، مستثنی نیستند.
وی ادامه داد: ساختمان چشم نیز به گونه ای است که در یک تعامل ویژه با نور و امواج الکترومغناطیس است و این امواج را روی شبکیه چشم متمرکز می کند به همین دلیل می توانیم بگوییم یک اثرپذیری و اثرگذاری در سلول های شبکیه نسبت به امواج الکترومغناطیس در حالت طبیعی وجود دارد.
این دانش آموخته دکتری مهندسی پزشکی که در طرح تحقیقاتی خود دست به شبیه سازی فرآیند تاثیر امواج الکترومغناطیس در سلول های شبکیه زده است، گفت: در این طرح قصد داشتیم با اقتباس از عملکرد طبیعی شبکیه، اثر سیگنال های الکترومغناطیس را در روند رشد سلول ها و ترمیم یک بافت بررسی کنیم که مولد امواج الکترومغناطیس در این طرح، نانو ذرات 'لومینسنس' بودند.
وی یادآور شد: این نانوذرات با نور مرئی، تحریک می شوند و حدود 16 ساعت، نشر دارند بنابراین این نانوذرات را در بستری از پلیمر 'کیتوسان' و 'پلی کاپرو لاکتون' با درصدهای مختلف توزیع کرده و این کامپوزیت را الکترو ریسی کردیم و به این وسیله، داربست هایی ساختیم که برای مهندسی بافت شبکیه چشم مورد استفاده قرار گیرند و در عین حال، خاصیت نشر امواج الکترومغناطیس را داشتند یعنی در واقع، از خودشان نور تولید می کردند و این نور باید فیلتر و بهینه می شد که این بهینه شدن آن، متناسب با رفتار سلول ها در مجاورت داربست ها بود.
سپه وندی بیان داشت: پس از بررسی تمام این موارد، کشت سلول را روی داربست هایی که ساخته بودیم انجام دادیم و رفتارهای مختلف سلول ها از جمله تکثیر، تمایز سلول و رشد سلول ها را مطالعه کردیم و نتایج بسیار خوبی در رابطه با رشد سلول گرفتیم.
وی دستاورد اصلی این طرح پژوهشی را 'تمایز سلولی' عنوان کرد که در جریان آن، سلول های 'پیش ساز شبکیه' در مجاورت داربست ساخته شده، به سلول های شبکیه تمایز پیدا کردند.
این پژوهشگر جوان با بیان اینکه 'دریافت کننده های نوری' سلول هایی هستند که بیشترین نقش را در فرآیند بینایی دارند، اظهار کرد: ما در این طرح توانستیم با این داربست ها تمایز سلول های 'پیش ساز شبکیه' به سلول های شبکیه را موجب شویم که دستاورد بسیار مهمی بود و چندین ثبت اختراع و جایزه ملی و بین المللی برای ما به همراه داشت.
وی افزود: با ارائه نتایج این پروژه تحقیقاتی، علاوه بر سه ثبت اختراع ملی و یک ثبت اختراع بین المللی که مرحله داوری نهایی را می گذراند، جایزه جشنواره ملی 'پل' و جایزه جشنواره نوآوری برلین در سال گذشته را کسب کردیم و به عنوان 5 طرح اول شناخته شدیم.
سپه وندی با یادآوری اینکه داربست ساخته شده، از نوع 'زیست تخریب پذیر' است، گفت: نانوذراتی که در داربست، توزیع کردیم سرعت تخریب را به میزان بسیار قابل ملاحظه ای افزایش داد به گونه ای که مدت زمان رشد سلول شبکیه تا جایی که یک بافت همبند و یکنواخت را ایجاد کند، حدود سه ماه است درحالی که بستری که تاکنون با پلیمر 'کیتوسان' و 'پلی کاپرو لاکتون' برای این کار طراحی و ساخته شده، حدود 6 ماه طول می کشد اما با توزیع نانوذراتی که ما انجام دادیم فضایی را برای تخریب هیدرولوزی و آنزیمی ایجاد کردند و باعث شدند تخریبی حدود سه ماه و کمتر از آن را داشته باشیم که مدت زمان تخریب با سرعت رشد سلول، تناسب داشت.
وی در معرفی ویژگی های منحصر به فرد این طرح تحقیقاتی نیز توضیح داد: در بین کارهایی که در سطح دنیا برای ساخت داربستی در مهندسی بافت شبکیه انجام شده است، ساخت یک داربست با پتانسیل ایجاد امواج سیگنال، آن هم از نوع سیگنال و امواج الکترومغناطیس، بی سابقه بوده است.
سپه وندی ادامه داد: استفاده از مواد 'لومینسنس' به عنوان مولد امواج الکترومغناطیس در ساخت داربست برای ترمیم بافت شبکیه نیز هرگز سابقه نداشته است به همین خاطر ما توانستیم ادعا کنیم که برای اولین بار دست به انجام این ابتکار زده ایم.
وی به نتایج موفقیت آمیز اجرای این طرح اشاره کرد و گفت: سلول های 'پیش ساز' در واقع یک مرحله قبل از ساخت سلول های شبکیه کامل هستند و این امکان و پتانسیل را دارند که رشد کرده و تمایز پیدا کنند و تقسیم سلولی به گونه ای انجام شود که سلول های شبکیه ساخته شود، حال اگر این سلول ها در محیطی قرار بگیرند که شرایط مساعد باشد، رشد می کنند و چسبندگی و مهاجرت ایجاد می شود.
سپه وندی خاطرنشان کرد: بنابراین آنچه در مهندسی بافت، اهمیت دارد مرحله 'تمایز سلولی' است یعنی اکنون که سلول، رشد کرده و گستردگی ایجاد شده است آیا از این مرحله به بعد، به سلولی که مدنظر ما است تمایز پیدا می کند و آیا می تواند لایه های سلولی موجود در شبکیه را تامین کند یا خیر که این موضوع در این طرح محقق شد و سلول های پیش ساز به سلول های مخروطی که اصلی ترین سلول های شبکیه هستند، تمایز پیدا کرد.
وی با بیان اینکه مراحل آزمایشگاهی و سلولی طرح با موفقیت طی شده و در مرحله تست حیوانی قرار دارد، گفت: ابتدا قرار شد داربست ها را درون شبکیه چشم 'موش' قرار دهیم اما پزشک جراح ما این کار را تایید نکرد و پیشنهاد داد آزمایش روی چشم مرغ انجام شود که درحال اجرای آن هستیم.
سپه وندی تصریح کرد: چشم مرغ به لحاظ آناتومیک، شباهت خوبی با ساختار شبکیه چشم انسان دارد و نتایج دقیق و موثقی به بار می آورد، البته بهترین شباهت و اقتباس با چشم انسان را چشم ماهی دارد اما به خاطر اینکه آبزی است و جراحی باید در آب انجام شود، کار بسیار سختی است که از آن صرفنظر کردیم.
وی در مورد نتایج مورد انتظار از این طرح برای درمان بیماران اظهار کرد: نتایج این طرح می تواند برای درمان بیمارانی که دچار آسیب شبکیه شده و شبکیه آنها به دلیل جراحت، سوراخ یا جدا شده و همچنین بیماران دیابتی که شبکیه آنها نازک شده است و در ریسک پارگی شبکیه و نابینایی قرار دارند، استفاده شود.
دانش آموخته دکتری دانشگاه صنعتی امیرکبیر در خصوص روش های رایج درمان مشکلات شبکیه گفت: یکی از روش های مرسوم برای ترمیم بافت شبکیه این است که مهندسی بافت شبکیه، یک شبکیه از جنس شبکیه چشم انسان را می سازد و به صورت کاشت در چشم بیمار قرار می دهد که جراحی نسبتا ساده ای است و فرد، بینایی خود را باز می یابد.
وی ادامه داد: در حالت دیگر، بخشی از شبکیه دچار مشکل شده و از بین رفته است و ما می خواهیم بافت از دست رفته را با یک لایه بپوشانیم که این لایه علاوه بر اینکه باید به مرور زمان، جایگزین بخش از دست رفته شود، باید بتواند سلول های اطراف قسمت آسیب دیده را که به سمت مرگ سلولی می روند، از خواب بیولوژیک بیدار کند.
سپه وندی تاکید کرد: بکارگیری امواج الکترومغناطیس در داربست تولیدی ما، یک شوک بیولوژیک برای سلول ها ایجاد می کند و آنها را به فعالیت طبیعی بازمی گرداند.
وی اضافه کرد: یکی دیگر از مزیت های این کار، استفاده از نانوذراتی است که با نور مرئی، تحریک می شوند و یک نشر در طول موج سبز دارند که بر سلول های شبکیه اثر می گذارد و به طور کلی و براساس پژوهش هایی که انجام شده، سلول های شبکیه با طول موج رنگ سبز، رابطه خوبی برقرار می کنند.
به گفته سپه وندی، خاصیت مواد به کار رفته در این داربست به گونه ای است که حتی در مدت زمانی که چشم، بسته است فرآیند ترمیم اتفاق می افتد به خاطر اینکه نشر امواج از این مواد تا 16 ساعت ادامه دارد و میرایی آن حدود 16 ساعت طول می کشد.
از آنجا که ساعت های اولیه بعد از عمل جراحی، زمان طلایی برای ترمیم به شمار می آید و همچنین به خاطر استفاده از مواد بیهوشی، بیماران ناخودآگاه تمایل به خواب دارند، نشر امواج به مدت 16 ساعت و تداوم تحریک الکترومغناطیس سلول ها و روند ترمیم حتی در زمان خواب بیمار، یکی از ویژگی ها و دستاوردهای منحصر به فرد و بسیار موثر این طرح به شمار می آید و نوید خوبی برای درمان نابینایی ناشی از مشکلات شکبیه خواهد بود.
