پلیمرهای زیستی

مهندسی بافت

مهندسی بافت علم طراحی و تولید بافت جدید به منظور ترمیم و بازسازی اندام‌های آسیب دیده یا جایگزینی بخش ­های از دست رفته می­باشد[1]. واژه مهندسی بافت به صورت امروزی اولین بار در سال 1985 توسط فونگ^[1] ارائه شد و در سال 1987 و پس از جلسه بنیاد ملی علوم^[2] سرمایه‌گذاری روی مهندسی بافت صورت گرفت. پیشرفت‌های اخیر صورت گرفته در حوزه ­ی مهندسی بافت به‌منظور غلبه بر محدودیت‌های روش‌های مرسوم پیوند عضو و ماده است[2].

از میان بافت‌های بدن، استخوان از پتانسیل بالایی برای بازتولید برخوردار بوده و بدین جهت یک عضو ایده ­آل برای مهندسی بافت به شمار می‌رود. در شکستگی استخوان یا نواقص شدید استخوانی روند درمان توسط بدن پاسخ ­دهی مناسبی نداشته یا بسیار کند بوده و درنتیجه پیوند استخوان نیاز است[1]. استاندارد طلایی برای بازسازی اندام ­های استخوانی بدن اتوگرافت یا پیوند استخوان از فرد دهنده به فرد آسیب دیده می­باشد. البته این روش با محدودیت­ هایی مانند کمبود فرد اهدا کننده، نیاز به جراحی مجدد، نکروز و آسیب یافت­ های مجاور و در نتیجه پس زدن استخوان جدید، درد، هزینه بر بودن و غیره روبرو می­باشد. بنابراین محققان در صدد توسعه­ ی روشی برآمدند تا بافت استخوان را در محیط آزمایشگاهی تولید و به منظور بازسازی عضو آسیب دیده به کار گیرند. البته محققان از سال‌ها قبل توانایی کشت سلول در فرایند برون تنی را داشتند، ولی فناوری و دانش رشد شبکه‌های سه بعدی پیچیده ­ی سلولی برای بازسازی و جایگزینی اندام آسیب دیده به تازگی توسعه و مورد توجه قرار گرفته است[3].

تاکنون روش مهندسی بافت جهت ترمیم و بازسازی بافت­ های بسیاری از جمله غضروف، اعصاب، رگ خونی و پوست به‌کار رفته است. به همین دلیل یک بافت مهندسی شده برای داشتن کارآمدی در هر بافت نیازمند داشتن ویژگی های شیمیایی، فیزیکی، مکانیکی و فیزیکولوژی آن ناحیه می­باشد. جهت تامین این شرایط، سلول­ها در یک سیستم پشتیبانی مصنوعی که داربست نامیده می­ شود قرار می­گیرند. این داربست­ ها قادر به تقلید و حمایت از ساختار سه بعدی ماتریکس خارج سلولی بوده و می­توانند پس از بارگیری سلول درون آن­ها بصورت درون تنی^[3] و هم برون تنی^[4] به کار گرفته شوند. در هر دو حالت داربست­ های کاشته شده قادر به تقلید از بافت طبیعی و زنده اطراف بوده و و روی محیط قرار داده شده و اطراف تاثیر می گذارد. این داربست ­های زیستی از مواد زیست تخریب پذیر و زیست سازگار بدست می ­آیند. داربست­ های تهیه شده باید تا حد امکان به منطقه ­ی آسیب دیده شبیه باشند تا بازسازی و بهبود بافت صدمه‌ دیده از لحاظ کیفی و کمی افزایش یابد. ساختمان داربست ­های تهیه شده عمدتا به صورت ماتریکس متخلخلی است که این وجود این تخلخل­ ها به چسبندگی سلولی و جای‌گیری بهتر آن­ها کمک می‌کند. اصلی ترین بخش کار طراحی داربست­ های تهیه شده طراحی اندازه ی حفرات، شدت تخلخل و سرعت تخریب پذیری می ­باشد. داربست­ های تهیه شده باید تا زمان زمان انجام بازسازی مقاوم به تنش­ های وارد شده از سوی بافت، سلول و حرکت­ های مکانیکی بوده و این فشارها را در کل ناحیه لانه گزینی به صورت یکنواخت و مساوی پخش کند[4].

1.         Hollinger, J.O., et al., Bone tissue engineering. 2004: CRC press.

2.         Lanza, R., R. Langer, and J.P. Vacanti, Principles of tissue engineering. 2011: Academic press.

3.         Suchanek, W. and M. Yoshimura, Processing and properties of hydroxyapatite-based biomaterials for use as hard tissue replacement implants. Journal of Materials Research, 1998. 13(1): p. 94-117.

4.         Patrick Jr, C.W., A.G. Mikos, and L. McIntire, Prospectus of tissue engineering. Frontiers in tissue engineering, 1998: p. 3-14.