مهندسین زیست پزشکی دانشگاه کیس وسترن رزرو آمریکا با تحریک سلول ها برای تشکیل سه نوع بافت مجزا و سپس سازماندهی آن ها درون ساختارهای لوله ای شکل توانستند نای مصنوعی تولید کنند.
به گزارش خبرگزاری دانا از معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، نای که معمولا آن را مجرای هوایی می نامند بین حنجره و ریه ها قرار گرفته است و بیماران معمولا به دلایلی مانند برداشتن تومور و یا استونوزیس نایی دچار آسیب می شوند که این امر نای را تنگ یا منقبض می کند و نفس کشیدن فرد را دچار مشکل می کند.
آسیب به این عضو حیاتی می تواند کشنده باشد و یا این که کیفیت زندگی فرد را به طور قابل ملاحظه ای کاهش دهد و معمولا راه حل های محدودی برای نای آسیب دیده وجود دارد و اگر بخشی از آن آسیب ببیند، تنها با جراحی قابل برداشت است و باید به دنبال راهی برای جایگزین کردن بخش آسیب دیده بود.
استفاده از رویکردهایی مانند ایمپلنت کردن یک استنت یا برداشتن بافتی که موجب انسداد مجرای هوایی می شود، مسکنی کوتاه مدت برای این مشکل خواهد بود و استفاده از رویکردهای مهندسی بافت و مواد طبیعی یا سنتتیک به عنوان داربست برای سلول ها نیز با چالش هایی مانند عدم کشت یکدست سلول ها روی داربست و غیره با مشکلاتی مواجه است.
به عقیده محققین Case Western Reserve، جایگزین نای جدید باید سفتی لازم برای جلوگیری از کولاپس کردن (بسته شدن) در زمان تنفس را داشته باشد و اپی تلیوم تنفسی حفاظت کننده ایمنی رطوبت لازم را در مجرای هوایی فراهم کند و همچنین عملکرد مجرای هوایی را حفظ کند و به عنوان سدی برای ورود پاتوژن ها و ذرات خارجی عمل کند.
مهندسین زیست پزشکی حلقه های خودسازمان یافته ای را تولید کرده اند که هر سه فاکتور بالا را دارا هستند و می توانند با یکدیگر ادغام شوند و لوله هایی حاوی غضروف ها و بافت های پیرامون عروقی را شکل دهند و حلقه غضروفی حاصل تجمع سلول های بنیادی که مشتق از مغز استخوان در ظروف حلقه ای شکل است، میکروسفرهای پلی مری حاوی پروتئین و سلول های بنیادی را برای تبدیل شدن به کندروسیت ها القا می کنند.
اما حلقه پیرامون عروقی حاوی سلول های بنیادی مشتق از مغز استخوان و سلول های اندوتلیالی است که لوله نای مهندسی شده حاوی این حلقه های غضروفی و پیرامون عروقی است و با سلول های اپی تلیالی پوشیده شده که با استفاده از این رویکرد، توانسته اند نای هایی با قدرت الاستیسیتی بالا را در اندازه های مختلف بسازند.
ایمپلنت نای مهندسی شده زیر پوست موش، حاکی از برقراری ارتباط بین ساختار پیرامون عروقی نای با منبع خونی میزبان بوده است و محققین امیدوارند بتوانند از این ایمپلنت مهندسی شده در آینده ای نزدیک برای جایگزین نای آسیب دیده بیماران استفاده کنند.
آسیب به این عضو حیاتی می تواند کشنده باشد و یا این که کیفیت زندگی فرد را به طور قابل ملاحظه ای کاهش دهد و معمولا راه حل های محدودی برای نای آسیب دیده وجود دارد و اگر بخشی از آن آسیب ببیند، تنها با جراحی قابل برداشت است و باید به دنبال راهی برای جایگزین کردن بخش آسیب دیده بود.
استفاده از رویکردهایی مانند ایمپلنت کردن یک استنت یا برداشتن بافتی که موجب انسداد مجرای هوایی می شود، مسکنی کوتاه مدت برای این مشکل خواهد بود و استفاده از رویکردهای مهندسی بافت و مواد طبیعی یا سنتتیک به عنوان داربست برای سلول ها نیز با چالش هایی مانند عدم کشت یکدست سلول ها روی داربست و غیره با مشکلاتی مواجه است.
به عقیده محققین Case Western Reserve، جایگزین نای جدید باید سفتی لازم برای جلوگیری از کولاپس کردن (بسته شدن) در زمان تنفس را داشته باشد و اپی تلیوم تنفسی حفاظت کننده ایمنی رطوبت لازم را در مجرای هوایی فراهم کند و همچنین عملکرد مجرای هوایی را حفظ کند و به عنوان سدی برای ورود پاتوژن ها و ذرات خارجی عمل کند.
مهندسین زیست پزشکی حلقه های خودسازمان یافته ای را تولید کرده اند که هر سه فاکتور بالا را دارا هستند و می توانند با یکدیگر ادغام شوند و لوله هایی حاوی غضروف ها و بافت های پیرامون عروقی را شکل دهند و حلقه غضروفی حاصل تجمع سلول های بنیادی که مشتق از مغز استخوان در ظروف حلقه ای شکل است، میکروسفرهای پلی مری حاوی پروتئین و سلول های بنیادی را برای تبدیل شدن به کندروسیت ها القا می کنند.
اما حلقه پیرامون عروقی حاوی سلول های بنیادی مشتق از مغز استخوان و سلول های اندوتلیالی است که لوله نای مهندسی شده حاوی این حلقه های غضروفی و پیرامون عروقی است و با سلول های اپی تلیالی پوشیده شده که با استفاده از این رویکرد، توانسته اند نای هایی با قدرت الاستیسیتی بالا را در اندازه های مختلف بسازند.
ایمپلنت نای مهندسی شده زیر پوست موش، حاکی از برقراری ارتباط بین ساختار پیرامون عروقی نای با منبع خونی میزبان بوده است و محققین امیدوارند بتوانند از این ایمپلنت مهندسی شده در آینده ای نزدیک برای جایگزین نای آسیب دیده بیماران استفاده کنند.
