ترمیم سوختگی‌های درجه سه و زخم‌های برشی تمام عمق به کمک نانوالیاف پلیمری

محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر با همکاری دانشگاه علوم پزشکی ایران و مرکز قلب تهران موفق به ساخت پوشش‌های نانولیفی ضدمیکروب با قابلیت جذب چرک و عفونت شدند.

کد خبر: ۱۱۷۰۰۳۷

تاریخ: ۱۲ اسفند ۱۳۹۲ - ۱۳:۰۷

به گزارش گروه دانش خبرگزاری دانا (دانا خبر) محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر با همکاری دانشگاه علوم پزشکی ایران و مرکز قلب تهران موفق به ساخت پوشش‌های نانولیفی ضدمیکروب با قابلیت جذب چرک و عفونت شدند. این پوشش نانولیفی که از جنس پلیمرهای کیتوسان و پلی‌کاپرولاکتان ساخته شده است در درمان آسیب‌های پوستی از جمله زخم‌های تمام عمق و نیز سوختگی‌های درجه سه موفق بوده و در صنایع پزشکی و تولید دارو و به ویژه مراکز درمانی سوختگی قابل کاربرد است.

پوست به عنوان خارجی‌ترین لایه بدن، نقشی بسیار حیاتی در محافظت از اندام‌های داخلی در برابر انواع عوامل محیطی، ضربه، فشار، میکروارگانیزم‌ها و... بر عهده دارد. هرساله سوانح مختلف سوختگی که منجر به ایجاد سوختگی‌های درجه سه با وسعت زیاد می‌گردد جان تعداد زیادی از انسان‌ها را به خطر می‌اندازد. در این موارد همواره عفونت و تجمع میکروب در زخم‌های سوختگی فرایند ترمیم را با مشکلات زیادی روبرو ساخته و در بعضی موارد حتی منجر به مرگ بیمار می‌گردد. از این‌رو تولید پوشش‌های مناسب جهت ترمیم زخم‌های پوستی با قابلیت ضد میکروبی بالا و جذب چرک و عفونت از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.

دکتر عادله قلی پور کنعانی، دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و پژوهشگر پسادکتری، ضرورت انجام این تحقیق را اینگونه توضیح داد: « یکی از مهم‌ترین اعمال حیاتی در ساعات اولیه برای بیماری که دچار سوختگی شده است، کنترل و خروج عفونت و بازدارندگی از هجوم میکروب و باکتری به محل زخم است. از این رو هدف اصلی این کار تحقیقاتی، تولید داربست‌های زیست‌سازگار و ضد‌میکروب از پلیمر بیولوژیک کیتوسان و پلیمر مصنوعی و زیست سازگار پلی کاپرولاکتان به شکل پوشش‌های نانولیفی متخلخل با قابلیت بالا در خارج سازی چرک و عفونت بود که در نتیجه منجر به ترمیم انواع زخم‌های برشی تمام عمق و سوختگی درجه سه گردد.»

این پژوهشگران از مخلوط پلیمرهای زیست سازگار مصنوعی پلی کاپرولاکتان، پلیمر طبیعی کیتوسان و پلیمر مصنوعی پلی‌وینیل الکل استفاده کرده و پس از تهیه محلول و به روش الکتروریسی پوشش‌های نانولیفی تولید نموده تا به صورت بدون سلول و داربست با سلول بنیادی برای ترمیم زخم‌های برشی تمام عمق و زخم‌های سوختگی درجه سه مورد استفاده قرار گیرد. در ادامه، بررسی‌های شکل شناسی پوشش نانولیفی توسط میکروسکوپ SEM انجام شد. همچنین تخلخل، استحکام مکانیکی و میزان آبدوستی این پوشش‌ها برای بررسی قابلیت‌های فیزیکی-مکانیکی مورد مطالعه قرار گرفت. در ادامه بررسی‌های سلول سازگاری، توسط کشت فیبروبلاست بر روی پوشش و آزمون MTT انجام شد. در بخش پایانی نیز پوشش‌های نانولیفی تولید شده به منظور ترمیم زخم‌های سوختگی درجه سه ایجاد شده بر روی پوست پشت موش‌های صحرایی آزمایشگاهی مورد استفاده قرار گرفت. به منظور تعیین میزان اثربخشی داربست‌های تولید شده و پس از گذشت مدت زمان مورد نظر، مطالعات ماکروسکوپیک و میکروسکوپیک نیز بر روی زخم‌ها صورت گرفت.

به گفته دکتر قلی پور کنعانی، مخلوط کیتوسان و پلی‌وینیل الکل یک مخلوط بسیار آبدوست هستند که با وجود خواص بیولوژیکی بسیار عالی، سبب بروز مشکلاتی در زمان بکار بردن پوشش بر روی زخم خواهند شد. همچنین نانوالیاف مخلوط کیتوسان-پلی‌وینیل الکل به دلیل آبدوستی زیاد در محیط آبی بدن به سرعت تمامیت فیزیکی خود را از دست می‌دهند. این درحالیست که ساختار نانویی به تنهایی در ایجاد محیط شبیه بدن کمک بسیاری می‌نماید. با توجه به موارد ذکر شده عموما از مواد اتصال عرضی دهنده برای کاهش خواص آبدوستی استفاده می‌شود. اما با توجه به اینکه این مواد عموما بسیار سمی هستند، در این پروژه از پلیمر آبگریز پلی‌کاپرولاکتان به عنوان جزء سوم در مخلوط استفاده شد که به پوشش تولید شده امکان حفظ ساختار نانویی در طول درمان در محیط آبی بدن را بدون استفاده از مواد اتصال عرضی دهنده سمی می‌بخشد.

نتایج بررسی‌های پاتولوژی نشان‌دهنده اثربخشی بسیار خوب داربست نسبت به گروه کنترل بوده و البته حفظ ساختار فیزیکی نانویی در طول درمان، سبب جذب فیبروبلاست بیشتری به لایه درم شده و  امکان کلاژن سازی بیشتر منجر به سطوح ترمیم بسیار بهتری شده است.

به دلیل تخلخل بالای پوشش نانولیفی حاصله و همچنین بر اثر ویژگی هیدروژل بودن پلیمر مورد استفاده، این پوشش پس از جذب رطوبت و چرک متورم شده و یک گپ بسیار کوچک بین پوشش و سطح زخم ایجاد می‌شود که این امر به همراه ویژگی تخلخل داربست سبب عبور و مرور اکسیژن بر روی زخم در ضمن مرطوب نگه داشتن سطح آن می‌گردد. از طرفی این پوشش خود دارای خاصیت ضد‌میکروبی بوده و مانند سایر پانسمان‌ها نیاز به استعمال پماد و آنتی بیوتیک ندارد. شایان ذکر است حضور نانو الیاف از جنس زیست سازگار، نه تنها سبب ایجاد پاسخ‌های ایمونولوژیک و آلرژیک نشده بلکه حتی به بدن القا می‌نماید که بافتی مشابه بافت اصلی در محل زخم قرارگرفته و در نتیجه سبب ایجاد سیگنال‌های بیوشیمیایی لازم جهت تسریع بهبود شده و نهایتا ترمیم زخم سریع‌تر اتفاق خواهد افتاد.

به گفته دکتر قلی‌پور کنعانی این طرح تا کنون منجر به ثبت سه اختراع در زمینه ساخت و کاربردهای پزشکی آن شده و با توجه به صنعتی شدن تولید نانوالیاف در ایران امید است که این پوشش به صورت تجاری و در مقیاس بالا تولید گردد.

نتایج این کار تحقیقاتی که توسط دکتر عادله قلی‌پور کنعانی و دکتر سید هژیر بهرامی (عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیر کبیر) و سایر همکارانشان صورت گرفته است در مجله IET Nanobiotechnology (جلد 1، شماره 1، ماه جولای، سال 2013، صفحات 1 تا 9) به چاپ رسیده است.