پيشرفت هاي علمي چشمگير طي چند ساله اخير در زمينه مهندسي بافت، بشر را به جايي رسانده که قادر به بازسازي و ترميم بسياري از ارگان هاي آسيب ديده بدن شده است.
بخصوص امروزه در زمينه ترميم آسيبهاي پوستي نتايج مطالعات به صورت تجاري قابل عرضه هستند.يکي از بخشهايي که مورد توجه متخصصان مهندسي بافت است، غضروف هاي مفصلي هستند؛ چراکه غضروف ، يک بافت بدون رگ است و سرعت بازسازي و ترميم بسيار کندي دارد، بنابراين افزايش سرعت رشد بافت جديد غضروفي که در صورت بروز آسيبهايي در ضخامت آن ، بازسازي با مشکل جدي مواجه مي کند، از اهميت ويژه اي برخوردار است.
از اين رو يکي از دانش آموختگان دانشگاه صنعتي اميرکبير براساس طرحي به بازسازي غضروف مفصلي به روش مهندسي بافت در خارج از بدن نايل آمده است. هرچند اين پروژه در حال حاضر تا مرحله حيواني پيش رفته است ، ولي با توجه به مزيت آن نسبت به بسياري از روشهاي ترميم بافت غضروفي بر آن شديم تا با مجري آن يعني دکتر سعيد کرباسي ، عضو هيات علمي دانشگاه اصفهان به گفتگو بنشينيم. |
غضروف مفصلي چيست و چه مشخصاتي دارد؟ غضروف مفصلي يک بافت بدون رگ و سلول دراز است که شامل مقدار زيادي الياف کلاژن در يک زمينه پروتئيني است. نقش غضروف مفصلي کاهش اصطکاک ، افزايش مقاومت سايشي سطح مفصلي و تحمل نيروهاي اعمالي حاصل از وزن است.
غضروف مفصلي به دليل نداشتن عروق خوني و تغذيه پيچيده ، قابليت بسيار کمي براي ترميم و بازسازي دارد. اين نوع غضروف در ديسک هاي بين مهره اي و منيسک زانو از اهميت و پيچيدگي بيشتري برخوردار است. بازسازي و ترميم غضروف به روش مهندسي بافت چگونه صورت مي گيرد و چه مزيتهايي همراه دارد؟ مهندسي بافت يکي از جديدترين شاخه هاي علم در دنياست که در آن با استفاده از سلولهاي بافت مورد نظر، ماده زيست تخريب پذير مناسب وکنترل عوامل محيطي ، عملکرد طبيعي يک بافت به آن بازگردانده مي شود.
در حال حاضر از اين روش به صورت تجاري براي بازسازي و ترميم پوست استفاده مي شود، اما مطالعات آزمايشگاهي بر ترميم ديگر بافتها به اين روش هنوز ادامه دارد.
مزاياي اين روش نسبت به روشهاي ديگر و ازجمله روش استفاده از پروتزهاي فلزي آن است که اولا ماده مورد استفاده تخريب پذير است و محصولات تخريب آن اثر سمي ندارند و ثانيا درمان به صورت اساسي و کامل انجام و کارايي بافت به طورکامل به آن بازگردانده مي شود.
در عين حال که پس از ترميم ، هيچ ماده خارجي اي نيز در بدن وجود نخواهد داشت.براي بازسازي و ترميم غضروف اين روش ، ابتدا يک ماده زيست تخريب پذير متخلخل با خصوصيات عمومي مشابه بافت غضروفي تهيه و سنتز مي شود. سپس سلولهاي غضروفي (کندروسيت ها) از محل مفصلي جداسازي و بر ماده موردنظر کشت داده مي شوند.
حضور اين ماده زيست تخريب پذير موجب رشد و تخريب سلولها در سه بعد (نه به صورت يک بعدي يا دوبعدي ) شده و باعث مي شود تا زمان بازسازي کامل بافت، به عنوان يک داربست نيروهاي اعمالي به محل آسيب ديده را تحمل کند.
شرايط کشت سلولي بايد به شکلي باشد که محيطي مشابه اطراف بافت سلولي در خارج از بدن ايجاد شود. براي ايجاد اين محيط بايد پارامترهايي همچون دما، فشار هيدروستاتيک ، اکسيژن ، PHو قابليت نفوذ يوني را به طور همزمان بهينه سازي و کنترل کرد تا تغذيه سلولها به بهترين شکل و با سرعت انجام گيرد.
در واقع با کنترل پارامترهاي ذکر شده مي توان سرعت و ميزان تشکيل بافت جديد را بهبود بخشيد که البته کنترل اين عوامل به طور همزمان کار مشکلي است. محيط مناسب براي تشکيل بافت جديد و شبيه سازي رشد سلولي در غضروف مفصلي ، بايد چه مشخصاتي داشته باشد؟ همان گونه که اشاره شد براي آن که شبيه سازي مناسبي براي تغذيه و رشد سلولهاي کندروسيت در خارج از بدن ايجاد شود بايد از يک بستر سه بعدي که همان ماده زيست تخريب پذير متخلخل است به منظور کشت سلولهاي کندروسيت استفاده کرد، چراکه نه تنها موجب مي شود رشد سلولي در همه جهات صورت گيرد، نه در پهنا يا درازا، بلکه در نهايت نيز بافت جديد تشکيل شده تشابه بيشتري با بافت اصلي داشته باشد.
ماده زيست تخريب پذير متخلخل بايد خصوصيات مکانيکي مشابه بافت اصلي داشته باشد تا بتواند نيروهاي وارده از مفاصل را تحمل کند و فرصت تکثير و ترميم را براي سلولها فراهم کند.
ماده مورد استفاده به عنوان بستر سلولي بايد زيست تخريب پذير باشد تا اولا همزمان با تشکيل بافت جديد تخريب شود و ثانيا محصولات تخريب آن اثرات سمي نداشته باشند و با کنترل و بهينه سازي همزمان عوامل محيطي همچون PH، دما، فشار هيدروستاتيک ، اکسيژن و قابليت نفوذ يوني شبيه سازي مناسبي در محيط آزمايشگاهي و خارج از بدن (In vitro)ايجاد کرد. رشد غضروف مفصلي در محيط آزمايشگاهي در مقايسه با شرايط داخل بدن چگونه ارزيابي مي شود؟ با توجه به آن که غضروف مفصلي شامل ترکيباتي همچون کلاژن و پروتئوگلايکن مي شود و ميزان آن نيز در غضروف سالم مشخص است ، براي ارزيابي ميزان تشکيل بافت جديد در محيط آزمايشگاهي مقاديرکلاژن و پروتئوگلايکن در فواصل زماني مختلف اندازه گيري و با بافت اصلي مقايسه مي شود.
همچنين با توجه به آن که سرعت تشکيل بافت جديد نيز اهميت دارد، مقدار توليد لاکتيک در فواصل زماني مختلف اندازه گيري مي شود.
لاکتيک ترکيبي است که در يک فرآيند غيرهوازي بر اثر متابوليسم سلولهاي غضروفي توليد مي شود و ميزان و سرعت تشکيل آن مي تواند بيانگر ميزان و سرعت تشکيل بافت جديد باشد. طرح شما هم اکنون در چه مرحله اي قرار دارد؟ با توجه به آن که آزمايش هاي خارج از بدن انسان ، چه در محيط آزمايشگاهي و چه در بدن حيوان تقريبا به پايان رسيده است ، به آزمايش هاي جامعي در بدن انسان نياز دارد که براي اين کار بايد سلولهاي غضروف انساني جداسازي شود و بر ماده مورد نظر که يک ماده زيست تخريب پذير متخلخل است ، کشت داده و سپس در محل آسيب مفصلي کاشت شود و مراحل درماني ، مورد مطالعه قرار گيرد. آيا استفاده از غضروف طراحي شده در اين طرح ، تبعاتي هم براي شخص به همراه دارد؟ با توجه به آن که طراحي و ساخت پليمر تخريب پذير مورد استفاده دراين طرح به طور کامل انجام گرفته و عدم سميت زيستي آن به اثبات رسيده ، بنابراين تا اين مرحله از آزمايش هاي انجام شده هيچ اثر سمي و مخربي مشاهده نشده است. طول عمر وکارايي اين روش تا چه ميزان است؟ از آنجا که روشهاي درماني متداولي همچون کاشت سلول و يا کاشت بافت سالم در محل آسيب ديده روشهاي موثر و کاملي براي درمان آسيبهاي مفصلي نيستند و عملا در هيچيک از اين روشها بافت به طور کامل ترميم نمي شود، بنابراين در روش استفاده شده در اين طرح که يکي از موثرترين روشهاست ، در صورت موفقيت نهايي ، با تخريب پليمر زيست تخريب پذير در بدن ، بافت جديد نيز به طور همزمان تشکيل شده و در واقع کارايي اوليه بافت غضروف مفصلي به طور کامل به آن بازگردانده مي شود. آيا اين طرح براي استفاده هاي انساني کاربردي شده است؟ اين طرح در مراحل پاياني آزمايش هاي حيواني قرار دارد و با تکميل آن ، آزمايش هاي انساني آغاز خواهد شد. در صورت موفقيت نتايج مي توان به صورت کاربردي از آن استفاده کرد، اما در حال حاضر اين امکان وجود ندارد. آيا مي توان گفت طرح شما در صورت نهايي شدن ، موفقيت در ساخت غضروف مصنوعي تلقي مي شود؟ انجام اين طرح به معناي ساخت غضروف مصنوعي نيست ، بلکه به معناي بازسازي و ترميم غضروف در خارج از بدن و در مرحله آزمايش هاي حيواني است.
در واقع استفاده از غضروف مصنوعي براي درمان آسيبهاي غضروفي تقريبا روشي منسوخ شده است و آنچه اهميت فوق العاده اي دارد، بازسازي غضروف با استفاده از روشهاي موثرتر است.
انجام اين طرح به آن معناست که بازسازي غضروف به روش مهندسي بافت براي اولين بار در ايران صورت گرفته است ، چرا که روشهاي ديگري براي اين کار استفاده شده اند که البته نتايج هر يک قابل بحث است.
در واقع وجه تفاوت اين طرح با ديگر کارهاي انجام شده در سطح کشور، در روش استفاده شده براي بازسازي غضروف و ميزان بازسازي آن است.
کما اين که روش مهندسي بافت در دنيا يکي از جديدترين روشها براي بازسازي بافتهاي مختلف است و به لحاظ اثربخشي بيشتر اين روش در درمان بافت آسيب ديده ، توجه بيشتري به خود معطوف کرده است.
چنين طرحي از اين نظر که درآن بازسازي غضروف مفصلي به روش مهندسي بافت تا مرحله حيواني صورت گرفته است ، اهميت پيدا مي کند و گرچه نتايج اين طرح به وسيله دانشگاه آکسفورد انگلستان نيز تاييد شده ، اما اين به آن معني نيست که چنين کاري براي اولين بار در دنيا انجام شده است. |