ترمیم استخوان های آسیب دیده با هیدروژل تزریقی نوری 

به گزارش خبرگزاری تیکسر به نقل از نیواطلس چه بر اثر آسیب دیدگی بیماری یا عوامل دیگر جایگزینی بخش های از دست رفته استخوان می تواند بسیار دشوار باشد. با این حال یک هیدروژل تزریقی جدید می تواند با تبدیل شدن به یک ماده قوی بازسازی کننده استخوان در مواجهه با نور مرئی این مشکل را حل کند.

در حالی که آسیب های استخوانی مانند شکستگی ها معمولاً خود به خود بهبود می یابند اما بخش های بزرگی از استخوان از دست رفته (موسوم به «نقص استخوان») اغلب هرگز دوباره رشد نمی کنند.

در نتیجه معمولاً این بخش های از بین رفته باید با تکه ای از بافت استخوانی برداشته شده از یکی از استخوان های پای بیمار پر شوند. این روش نه تنها تهاجمی و دردناک است بلکه به سادگی کمبود استخوان را از یک قسمت اسکلت به قسمت دیگر منتقل می کند.

دانش پژوهان به دنبال جایگزینی موثرتر در حال تولید مواد متخلخل استخوان مانندی هستند که به جای استخوان واقعی در قسمت نیازمند استخوان قرار می گیرند. سلول های بافت استخوانی مجاور به تدریج به چنین ماده ای مهاجرت می کنند جایی که با تخریب بی خطر این ماده به تولید مثل ادامه می دهند. در نهایت مواد کاشته شده به طور کامل با استخوان جدید و طبیعی جایگزین می شود.

برخی از این مواد آزمایشی بازسازی استخوان در ابتدا به صورت سه بعدی در خارج از بدن چاپ می شوند سپس با استفاده از یک چسب در قسمت خالی استخوان قرار می گیرند. شوربختانه استفاده از چنین چسب هایی گاهی اوقات با شکست مواجه می شوند.

روش دیگر تزریق مستقیم مواد به استخوان شکسته به شکل ژل است که بعدا به جامد تبدیل می شود. اگرچه این ممکن است شیوه بهتری به نظر برسد اما برخی از این مواد زمان زیادی طول می کشد تا تثبیت شوند به اندازه کافی زیست تخریب پذیر نیستند و یا استحکام مکانیکی لازم را ندارند.

اینجاست که مواد جدید وارد می شود.

پروفسور «هیونگ جون چا» «Hyung Joon Cha» و همکارانش در دانشگاه علم و صنعت پوهانگ کره جنوبی (POSTECH) هیدروژلی از آلژینات (مشتق شده از جلبک) یک پروتئین چسبناک و زیست مهندسی شده صدف یون های کلسیم یک ماده شیمیایی به نام فسفونودیول و یک عامل واکنش دهنده نوری ساخته اند.

هنگامی که این ژل به قسمت دچار کمبود استخوان تزریق می شود و سپس با نور مرئی بی ضرر تحت تابش قرار می گیرد زنجیره های پلیمری آن به یکدیگر متصل شده و باعث می شوند که به یک جامد قوی متخلخل و زیست تخریب پذیر تبدیل شود که به طور ایمن با بافت استخوانی مجاور پیوند می یابد.

همزمان که این فرایند روی می دهد فسفات کلسیم آمورف درون ماده تشکیل می شود. این ترکیب بسیار شبیه به استخوان به عنوان «پایه ای» برای سلول های استخوانی مجاور عمل می کند و سرعت حرکت آنها تولید مثل و جایگزینی مواد با استخوان واقعی را افزایش می دهد.

این هیدروژل با موفقیت بر روی موش های مبتلا به نقص استخوانی فمورال آزمایش شده ولی هنوز هیچ اطلاعاتی در مورد زمان شروع آزمایشات انسانی آن اعلام نشده است.

چا می گوید: «این سیستم هیدروژل تزریقی برای بازسازی استخوان جایگزین نوآورانه ای به منظور درمان های پیچیده مرسوم برای بیماری های استخوانی است و فناوری بازسازی بافت استخوان را تا حد زیادی ارتقا می دهد.»

نتایج این تحقیقات در نشریه Biomaterials منتشر شده است.