ساخت داربست سه بعدی به وسیله چاپ زیستی با هدف تقلید از ساختار استخوان و توسعه سازه های پیوندی مورد استفاده در ترمیم استخوان های آسیب دیده
سالانه بیش از دو میلیون مورد پیوند بافت استخوانی در سراسر جهان صورت می گیرد. نقائص استخوانی به دلایل متنوعی مانند تروما (آسیب به دلیل ضربه)، عفونت، مشکلات مادرزادی و حذف با جراحی به دلیل ابتلا به تومور ایجاد می شوند. نقائص کوچک با بهبود خود به خودی ترمیم می گردند اما نقائص بزرگ نیاز به پیوند دارند. با وجود پیشرفت در روش های مهندسی بافت، ساخت داربستی که بتواند به عنوان سازه پیوندی در نقائص استخوانی بزرگ مورد استفاده قرارگیرد همچنان چالش برانگیز است. یکی از نکات مهم در ساخت داربست های استخوانی، امکان تقلید ساختار زیستی استخوان و ادغام با آن است. با هدف ساخت یک داربست زیستی با قابلیت تقلید از واحد ساختاری استخوان فشرده (استئون)، دکتر مهدی اسفندیاری منش، دکتر رسول دیناروند، تهمینه قهری، دکتر محمدرضا باغبان اسلامی نژاد و همکارانشان در دانشگاه علوم پزشکی تهران، دانشگاه تهران، پژوهشگاه رویان، به همراه پژوهشگرانی از انگستان و آمریکا، سلول های اندوتلیال ورید نافی انسان و سلول های بنیادی مزانشیم انسان را به روش چاپ زیستی در لایه های مجاور هم قرار دادند تا کانال هاورسین (کانالی توخالی که حاوی عروق و اعصاب استخوان است) و لاملا (دایره های هم مرکز که کانال مرکزی را احاطه می کنند) را تقلید کنند. داربست سه بعدی که سلول ها برروی آن قرار گرفتند، با استفاده از پلی اتیلن گلیکول به عنوان ماده توخالی در لایه اول و مخلوط ژلاتین متاکریلویل و آلژینات به همراه ریز ذرات حاوی عامل رشد لایه اندوتلیال عروق، برای پوشاندن سلول های اندوتلیال ورید نافی انسان در لایه دوم ساخته شد. به منظور القای تمایز به استخوان و افزایش خواص مکانیکی، دو نوع ماده معدنی استخوانی (ویتلاکیت و هیدروکسی آپاتیت) در لایه استخوان ساز گنجانده شد. نتایج این پژوهش که در نشریه بین المللی و معتبر Biomaterials Advances منتشر شده است نشان داد، پس از ده روز 94 درصد از سلول ها زنده مانده و تکثیر سلولی روی داده بود. علاوه بر این پس از گذشت دو هفته فعالیت آنزیم های سازنده استخوان افزایش یافت و با گذشت سه هفته میزان قابل توجهی از ماتریکس خارج سلولی استخوانی تولید شد و نشانگرهای سلول استخوانی تشخیص داده شدند که نشان دهنده تمایز سلول ها به سوی سلول های استخوانی بود.نتایج این پژوهش نشان داد، روش مورد استفاده در چاپ سه بعدی داربست و کشت سلول ها برروی آن برای تولید سازه های پیوندی استخوانی مؤثر است و می تواند برای ترمیم استخوان های آسیب دیده مورد استفاده قرار گیرد.
تاریخ انتشار: ۱۴۰۲/۰۳/۰۹
