پلیمرهای زیستی

 تاریخچه ی مهندسی بافت

از دهه 60 میلادی پلیمرهای تخریب­ پذیرو قابل جذب در ابعاد و شکل‌های گوناگون جهت انتقال دارو و هورمون به کار می­رفته است[1]. برای مثال استفاده از  ریزکره^[1] پلی­ انیدرید^[2] به عنوان حامل گزارش شده است[2]. پس ‌از آن این پلیمرها به منظور بارگیری هورمون بخصوص هورمون ­های پیشگیری از بارداری به کار گرفته شدند[3]. پس‌ از آن لوکاس^[3]  و همکارانش برای القای غضروف و استخوان‌سازی، از پروتئین‌های موجود در استخوان گاو استفاده کردند که برای رساندن این پروتئین‌های محلول در آب به بافت مورد نظر از پلی ­انیدریدها استفاده شد[4].

پلی‌استرهای آلیفاتیک مانند پلی­ لاکتیک اسید^[4] و پلی­ گلیکولیک اسید^[5] برای چندین دهه به عنوان گزینه ­ای بسیار ایده ­آل برای کاشت های زیستی و ترمیم بافت به کار می­رود[5]. به‌طورکلی پلی‌استرهایی که نقش پررنگی در اهداف پزشکی داشته ­اند عبارتند از  پلی­ گلیکولیک اسید، پلی ­لاکتیک اسید، پلی ­لاکتیک اسید-بلاک-پلی ­گلیکولیک اسید، پلی ­کاپرولاکتون^[6]، پلی ­دیوگزانون^[7]  و پلی‌تری متیلن کربنات^[8]. همچنین داربست هیبریدی از پلی ­کاپرولاکتون، پلی ­وینیل الکل^[9] به همراه کیتوسان در مهندسی بافت[6] و نیز برای کاشت های زیستی به کار گرفته شده­ اند[7]. اما نخستین بار در سال 1990 ناتون^[10] و همکاران  از داربست جهت کاشت سلول استفاده نمودند که شامل کاشت برون تنی سلول‌ها روی پلی­ گلیکولیک اسید بود[8]. بدین ترتیب سلول‌های کبد، پوست، مغز استخوان، استئوبلاست، پانکراس و کندروبلاست برای کشت سه بعدی در این سیستم به کار گرفته شدند. سپس ناتون پیشنهاد استفاده از داربست­های حاوی سلول در بافت آسیب دیده ­ی بیماران را مطرح نمود. سرانجام در سال 1992 ناتون و گروه تحقیقاتی وی روی پروتز مفصل ران مطالعات را آغاز کردند[9]. بدین گونه که با کشت سه بعدی سلول­ های غضروف روی سطح داربست یک بافت مصنوعی حاوی سلول زنده تهیه و سپس این پروتز را در بدن فرد آسیب دیده قرار دادند. پس از این مطالعه، تحقیقات روی داربست‌ها و ساخت بافت‌های مصنوعی مانند دستگاه تنفسی، پوست، مثانه، مغز استخوان و پانکراس به سرعت افزایش یافت که بنیاد ملی علوم در این زمینه پیش‌قدم بوده است.[10]

1.       Langer, R., Controlled release-a new approach to drug delivery. Technology Review, 1981. 83(5): p. 26-34.

2.       Mathiowitz, E., et al., Polyanhydride microspheres as drug carriers. II. Microencapsulation by solvent removal. Journal of Applied Polymer Science, 1988. 35(3): p. 755-774.

3.       Beck, L.R. and V.Z. Pope, Controlled-release delivery systems for hormones. Drugs, 1984. 27(6): p. 528-547.

4.       Lucas, P.A., et al., Ectopic induction of cartilage and bone by water‐soluble proteins from bovine bone using a polyanhydride delivery vehicle. Journal of Biomedical Materials Research Part A, 1990. 24(7): p. 901-911.

5.       Cutright, D.E., et al., Degradation rates of polymers and copolymers of polylactic and polyglycolic acids. Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, 1974. 37(1): p. 142-152.

6.       Mohammadi, Y., et al., Nanofibrous poly (epsilon-caprolactone)/poly (vinyl (alcohol)/chitosan hybrid scaffolds for bone tissue engineering using mesenchymal stem cells. International journal of artificial organs, 2007. 30(3): p. 204.

7.       Ajili, S.H., N.G. Ebrahimi, and M. Soleimani, Polyurethane/polycaprolactane blend with shape memory effect as a proposed material for cardiovascular implants. Acta biomaterialia, 2009. 5(5): p. 1519-1530.

8.       Naughton, G.K. and B.A. Naughton, Three-dimensional cell and tissue culture system. 1990, Google Patents.

9.       Naughton, G.K. and B.A. Naughton, Three-dimensional cell and tissue culture apparatus. 1992, Google Patents.

10.     Macchiarini, P., et al., Clinical transplantation of a tissue-engineered airway. The Lancet, 2008. 372(9655): p. 2023-2030.