دانشمندان دانشگاه علم و فناوری ملک عبدالله (KAUST) به روش جدیدی برای درمان بیماری های ناهنجاری های استخوانی(دژنراتیو) با استفاده از روش نانوتکنولوژی، دست پیدا کردند. برای اطلاعات بیشتر از جزئیات روش درمانی جدید تا پایان مطلب با های فن تک همراه باشید.
پلتفرم نانوتکنولوژی نوینی که توسط دانشمندان دانشگاه علم و فناوری ملک عبدالله (KAUST) ایجاد شده، می‌تواند به درمان‌های جدیدی برای بیماری‌های دژنراتیو استخوان یا همان نا هنجاری های استخوانی منجر شود. در این روش درمانی مبتنی بر نانوتکنولوژی، انتقال سلول‌های بنیادی به استخوان سریع تر انجام می گیرد و می‌تواند دنیای پزشکی احیاکننده را متحول کند.
از بیماری های دژنراتیو استخوان می توان به آرتروز، پوکی استخوان، آتروز روماتیسمی، صدمات ناشی از ضربه های ناگهانی در حین تصادف با خودرو، ورزش های شدید یا افتادن سخت، عفونت، تنگی فقراتی ( Spinal stenosis ) یا باریک شدگی کانال نخاعی
بیرون زدگی یا فتق دیسک ( herniated discs )، تومورهای خوش خیم، سرطان، استعمال دخانیات یا استفاد زیاد از الکل، عدم تحرک و تمرین، سوء تغذیه، بیماری دژنراتیو دیسک و کفش نامناسب اشاره کرد.
این تکنیک به نانوسیم‌های آهنی متکی است که در پاسخ به میدان‌های مغناطیسی، خم می‌شوند. سلول‌های بنیادی استخوان‌ساز که روی شبکه‌ای از این سیم‌های کوچک رشد می‌کنند، نوعی تمرین فیزیکی روی بستر متحرک دارند. آنها با استفاده از یک پروتکل متمایز که فقط در طول چند روز یا چند هفته، سریعتر از محیط های کشت معمولی به استخوان بالغ تبدیل می شوند.
جاسمین مرزابان، دانشیار علوم زیستی دانشگاه علم و فناوری می گوید: «این یک یافته مهم برای ما است. ما می توانیم در مدت زمان کوتاه تری به تشکیل سلول های استخوانی کارآمد دست پیدا کنیم که به طور بالقوه راه را برای بازسازی کارآمدتر استخوان هموار می کند.» Merzaban همراه با دانشمند یورگن کوسل و همکارانش از آزمایشگاه هایشان، این مطالعه را رهبری کردند.
دانشمندان در این مطالعه، توانایی تولید استخوان حاوی نانوسیم را تحت دو شرایط مختلف که شامل سیگنال مغناطیسی یا بدون آن بود، را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. آنها سیم های ریز را در یک شبکه با فاصله های مساوی الگوبرداری کردند و سپس سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی گرفته شده از مغز استخوان (MSCs) را در بالای آن قرار دادند. اندازه هر یک از سیم های ریز به اندازه زائده دم مانندی است که روی برخی باکتری ها یافت می شود.
محققان متوجه شدند که افزودن میدان مغناطیسی با فرکانس پایین، روند رشد استخوان را تا حد زیادی سرعت می بخشد. در طی دو روز پس از انکوباسیون(از زمان تزریق عامل بیماری زا به سلول) تحت تحریک مکانیکی، نشانگرهای ژنتیکی رشد استخوان را شناسایی کردند، در حالی که ژن‌های مرتبط به سرعت غیرفعال شدند. دانشمندان موفق شدند، شاهد روند سریع بازسازی سلول‌ها برای تبدیل شدن به استخوان در زیر میکروسکوپ باشند.
در مرحله بعد، تیم KAUST قصد دارد سیستم خود را در مدل‌های حیوانی حاوی عامل بیماری‌های تحلیل‌برنده استخوان آزمایش کند، با این فرض که داربست‌های نانوسیمی یک میدان مغناطیسی اعمال شده خارجی را می توان به همراه سلول‌های بنیادی به طور ایمن در محل‌های آسیب، کشت کرده و سرعت ترمیم بافت را ارتقا داده و روند بهبودی را سرعت بخشید.
نویسنده مطالعه خوزه افرین پرز، دانشجوی دکترای سابق در آزمایشگاه Kosel، در توضیح کاربردهای بالقوه این روش، گفت: «تغییر سختی ماتریس با افزایش یا کاهش طول و قطر نانوسیم می‌تواند پاسخ‌های دیفرانسیل را به MSCها افزایش دهد، یا می‌توانند از انواع دیگر سلول‌های بنیادی برای تقویت رشد عصبی و ترمیم مغز پس از سکته مغزی استفاده کنند.»
علاوه بر این، پرز می‌افزاید: «ما می‌توانیم خود داربست نانوسیم یا مواد پایه را بیشتر سفارشی بسازیم. به عنوان مثال، از فلزات مختلف برای بهره‌برداری از پاسخ‌های مغناطیسی آنها یا پوشش نانوسیم‌ها با مولکول‌های زیستی، در تماس های سلولی استفاده کنیم.» برای چنین فناوری کوچکی، امکانات بسیار زیاد است.