در دانشگاه صنعتی امیرکبیر؛

سازه های نانواليافی شبیه ساختار بافت بدن ساخته شد

محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر سازه های کامپوزیتی طبیعی نانوالیافی، مشابه ساختار بافت بدن جهت تولید داربستهای كاشت سلولي ساختند.

کد خبر: ۱۱۹۳۰۹۸

تاریخ: ۱۹ ارديبهشت ۱۳۹۴ - ۰۹:۱۷

به گزارش خبرگزاری دانا، روح الله باقرزاده - عضو هیات علمی پژوهشکده مواد و فناوری های پیشرفته در نساجی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، گفت: با توجه به نياز توليد ساختارهاي متناسب با ويژگي‌هاي موجود در ساختار بافت بدن انسان به لحاظ ايجاد تطابق بيشتر و ايجاد شرايط مشابه به ساختار بافت بدن، براي كشت سلول در داربست‌هاي اليافي، مطالعاتی گسترده ای در این پژوهشکده صورت گرفت .

وی عنوان کرد: مهندسي بافت بطور عام به معني توسعه و تغيير در زمينه رشد آزمايشگاهي مولکول‌ها و سلول‌ها در بافت و يا عضو، براي جايگزيني يا ترميم قسمت آسيب ديده بدن است.

عضو هیأت علمی دانشگاه امیرکبیر با بیان اینکه دانشمندان از سال‌ها قبل قادر به کشت سلول‌ها در خارج از بدن بودند، ولي فناوري رشد شبکه‌هاي پيچيده و سه‌بعدي سلولي براي جايگزيني بافت آسيب ديده اخيراً توسعه يافته‌است، افزود: براي ساخت يک بافت به شيوه‌هاي مهندسي، نياز به طراحي يک داربست با ساختار فيزيکي مناسب با امکان چسبندگي سلول‌ها به آن، مهاجرت سلولي، تکثير سلولي و تمايز سلولي و در نهايت رشد و جايگزيني بافت جديد به شمار می روند.

وی گفت: در مهندسي بافت ابتدا يک ماده متخلخل به عنوان ماتريس خارج سلولي يا داربست براي رشد سلول‌ها تهيه شده و سپس عوامل رشد بر روي آن قرار مي‌گيرد که پس از رشد مناسب سلول‌ها در فضاي تخلخل‌ها، داربست از محيط آزمايشگاه به درون بدن موجود زنده منتقل مي‌شود.

باقرزاده در ادامه توضیح داد: از این رو به تدريج رگ‌ها به داربست نفوذ مي‌کنند تا بتوانند سلول‌ها را تغذيه کنند.  همچنین در بافت‌هاي نرم بدن الزاماً داربست تخريب شده و بافت جديد جايگزين آن مي‌شود ولي در بافت‌هاي سخت، مي‌توان از موادي  که تخریب پذیر نیستند، بهره گرفت.

وی با بیان اینکه تاکنون روشهاي مختلفي در راستاي توليد داربستهاي زيست سازگار پذير نانواليافي با استفاده از روش توليد الکتروريسي صورت گرفته است، اظهار داشت: روشهاي مرسوم الکتروريسي اگرچه هنوز داراي جذابيت براي محققين در حوزه مهندسي بافت به شمار می رود، اما داراي نقاط ضعف زيادي است.

وی خاطرنشان کرد: لايه هاي توليد شده در روش معمول اگرچه داراي جذب سلولي مناسبي هستند، اما به لحاظ ساختار منافذي، مانع از رشد سلول در لايه هاي مختلف داربست و گسترش آن به بافتهاي مجاور مي شوند.

عضو هیات علمی پژوهشکده مواد و فناوری های پیشرفته افزود: همچنين اين دسته از داربستها از مقاومتهاي مکانيکي مناسبي نيز برخوردار نبوده و به سختي مي توان آنها را جابجا کرد که  اين ويژگي به خصوص براي پليمرهاي طبيعي به دليل برخورداري آنها از مقاومتهاي مکانيکي و حرارتي کمتر از حساسيت بالاتري برخوردار هستند.

وی با بیان اینکه در اين طرح تحقيقاتي پارامترهاي موثر در فرآيند الكتروريسي جهت توليد لايه‌هاي كامپوزيتي الیافی به گونه ای بهینه شد که از محلول های  پلیمری مختلف بتوان ساختاری مشابه با ساختار ماتریس سلولی بافتهای بدن را تهیه کرد، افزود: در این طرح، لايه‌هاي كامپوزيتي از ترکيبهاي پليمري طبيعي مختلف شامل ژلاتين و کولاژن به همراه پلیمرهای مصنوعی مانند پليکاپرولاکتون متناسب با الزامات بافتهاي انتخاب شده، استفاده شد.

باقرزاده با اشاره به اینکه روش مورد استفاده در توليد ساختارهاي کامپوزيتي نانو و ماکرومقياس با توجه به تجربيات قبلي صورت گرفته از نوع الکتروريسي تک نازله هستند، افزود: با انتخاب پليمرهاي طبيعي (مانند ژلاتين و كولاژن به عنوان پليمرهاي طبيعي سازگار با سلول‌هاي بدن) و پليمرهاي مصنوعي (مانند پلي‌كاپرولاكتون به عنوان جزء تامين كننده خواص حرارتي و مكانيكي كامپوزيت) به عنوان عامل كنترل كننده زمان تخريب داربست، نمونه‌هاي مختلفي در دانشکده مهندسی نساجی توليد شد.

وی در ادامه اظهار داشت: البته جهت دستيابي به ساختارهايی با تركيب متفاوت از الياف نانو و ميكرو و همچنين ايجاد ساختار ماتريس و جزء پر كننده در ساختمان داخلي الياف، پارامترهاي محلول الكتروريسي و فرآيند مورد تغيير واقع شده و نمونه‌هاي مختلفي نیز به تولید رسید.

عضو هیات علمی دانشکده مهندسی نساجی افزود: نتايج حاصل از ارزيابي هاي کاشت سلولي (سلولهاي فيبروبلاست غضروفي) روي نمونه هاي کامپوزيتي، در مقايسه با داربستهاي معمول نانواليافي، نشان داد که داربستهاي کامپوزيتي توليد شده در اين پژوهشکده از ميزان کارائي بسيار بالاتري نسبت به انواع معمول داربست های کامپوزیتی برخوردار هستند.

به گفته وی با استفاده از نتايج بدست آمده از اين پروژه مي توان از مزيت ويژه اين نوع از ساختارها در کاشت سلولهاي با سازگاري متفاوت (به عنوان مثال سلولهای بافتهای مختلف) روي يک داربست بهره برد.