پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به تولید داربست های نانو ساختار زیستی از زیست پلیمر کتیرا برای ترمیم زخم های دیابتی و بیماری های پریودنتال لثه شدند.
به گزارش پایگاه اطلاع رسانی پایداری ملی، دکتر مرضیه رنجبر محمدی، دانش آموخته دکتری مهندسی شیمی نساجی و پژوهشگر طرح با اشاره به ارزانی، در دسترس بودن انواع گونه های مختلف کتیرا در کشور ما، ویژگی های ضد میکروبی و زیستی مناسب کتیرا و همچنین گستردگی تولید نانوالیاف تولید شده گفت: از این گیاه که جزو پلیمرهای طبیعی بومی و قابل کشت در ایران به شمار می رود، بیشتر برای تولید ژل یا پمادهای ترمیم زخم های برشی یا سوختگی استفاده شده است ولی در این طرح برای نخستین بار تولید نوعی نانولیف به عنوان داربست سلولی مورد توجه قرار گرفت.
وی افزود: هدف از این طرح، ساخت داربست سلولی به منظور شناسایی قابلیت استفاده از پلیمر پلی ساکاریدی کتیرا به شکل نانولیف در ترمیم زخم های عمیق دیابتی بوده است.
رنجبر گفت: در این طرح کتیرا به همراه برخی پلیمرهای مصنوعی دیگر با استفاده از روش الکتروریسی، که طی آن با ایجاد میدان الکتریکی الیافی با قطر نانومتر از محلول پلیمری به دست می آید، تبدیل به نانولیف شده و پس از آن با اعمال متغیرهای متفاوت و اضافه کردن پلیمرهای مختلف اشکال گوناگونی از بی بافت ها به شکل نانوالیاف با جهت گیری تصادفی و نانوالیاف پوسته مغزی به منظور کاربردهای مختلف به دست آمد و در نهایت با بهینه سازی پارامترهای مختلف، نانوالیاف مورد نظر تهیه شدند.
وی با اشاره به ویژگی های منحصر به فرد نانوالیاف به دست آمده همچون سطح به حجم زیاد، ساختار سه بعدی و متخلخل، شباهت بسیار زیاد این بی بافت ها به ساختار ماتریکس خارج سلولی طبیعی بدن گفت: با توجه به میزان بالای جراحات پوستی، نیاز به جایگزینهای پوستی متناسب با نوع زخم ضروری است.
رنجبر با بیان این که این عوامل زمینه‌ی تحقیقات گسترده در معرفی فرآوردههای پوستی جدید با زیست مواد مناسب برای درمان این آسیبهای پوستی را فراهم کرده است تصریح کرد: یکی از کاربردهای تایید شده این محصول برای ترمیم سریع زخم های دیابتی است که روند ترمیم آنها کند است. علاوه بر این که به علت قابلیت رهایش کنترل شده دارو در آنها، با اضافه نمودن دارویی همانند کورکومین امکان کاهش قند خون بیمار هم وجود دارد.
وی درباره آزمون های انجام گرفته با کتیرای نانولیفی شده اظهار داشت: چهار نوع نانولیف مخلوط با ترکیبات متفاوتی متشکل از کتیرا و پلیمرهای مصنوعی مختلف همانند پلی کاپرولاکتن تهیه شده و با همکاری مرکز قلب تهران و دانشگاه علوم پزشکی ایران جهت کاربرد در ترمیم زخم‌های برشی تمام عمق در موش‌های دیابتی شده مورد استفاده قرار گرفت.
رنجبر گفت: داربست های تولید شده به دوشکل بدون سلول و با سلول در پشت موشهایی دارای زخم تمام عمق که دارای میزان قند خون بالاتر از mg/dl 450 بودند برای ترمیم زخم به کار برده شد و سپس روند ترمیم زخم به دو صورت ماکروسکوپی و میکروسکوپی مورد بررسی قرار گرفت.
وی افزود: مطالعات ما نشان داد که در نمونه زخم هایی که از داربست های حاوی کتیرا با ترکیبات مختلف استفاده شد، به دلیل قابلیت جذب ترشحات چرکی، نفوذپذیری نسبت به اکسیژن و کنترل رطوبت، ویژگی های مناسب کتیرا و خصوصیات ساختاری نانوالیاف تهیه شده، روند ترمیم سریع تر بود به گونه ای که در روز 15 برای این نمونه ها زخم کاملا بسته و ترمیم کامل شد ولی در این مدت در نمونه های کنترل هنوز زخم بسته نشده بود. شکل سمت راست روند ترمیم را بعد از گذشت 15 روز نشان می دهد. نانوالیاف تهیه شده ساختاری شبیه به پوست بدن داشته و از زیست‌تخریب‌پذیری مناسبی برخوردارند. داربست‌های تولید شده به دوشکل بدون سلول و با سلول در پشت موش هایی دارای زخم تمام عمق که دارای میزان قند خون بالاتر از mg/dl 450 بودند برای ترمیم زخم به کار برده شد و سپس روند ترمیم زخم به دو صورت ماکروسکوپی و میکروسکوپی مورد بررسی قرار گرفت.
رنجبر با اشاره به محصولات دیگر تهیه شده از کتیرا و کاربردهای این محصول از جمله استفاده در زحم های بستر برای تسریع در تشکیل بافت جوانه گوشتی، فازهای تجدید، تکثیر و همچنین افزایش میزان کلاژن سازی در محل زخم، گفت: با در نظر گرفتن هزینه های تجاری سازی محصول، و قیمت بسیار مناسب ماده اولیه استفاده شده در مقایسه با زیست مواد طبیعی دیگر به نظر می رسد تولید و رساندن آن به دست مصرف کننده دارای توجیه بوده و می تواند گامی مهم در راستای بهبود زخم هایی چون زخم های دیابتی، زخم بستر، سایرجراحت های پوستی و همچنین ترمیم بافت عصب باشد.
این طرح در مقطع دکترای مهندسی نساجی با عنوان ساخت داربست های بیولوژیکی نوین نانوساختار بر پایه کتیرا به منظور کاربرد در مهندسی بافت با راهنمایی دکتر هژیر بهرامی و مشاوره پرفسور محمد تقی جغتایی و پرفسور سیرام راما کریشنا انجام گرفته و تا کنون از نتایج آن سه مقاله ISI منتشر شده است.
پژوهشگر طرح کاربرد نانوالیاف پوسته مغزی تهیه شده ازکتیرا حاوی داروی آنتی بیوتیک را در ترمیم بیماری های عفونی لثه ذکر کرد و اظهار داشت: اگر مشکلی در هر یک از اجزا نگهدارنده دندان در استخوان ایجاد شود، لثه دچار التهاب می شود و در مراحل بعدی با درگیر شدن الیاف نگهدارنده و استخوان به مراحل پیشرفته تری رسیده و ممکن است دندان‌ها لق شده و از دست بروند.
وی افزود: نانوالیافی بر پایه کتیرا به همراه پلیمر مصنوعی پلی لاکتیک گلایکولیک اسید که حاوی داروی آنتی بیوتیک تتراسایکلین هیدروکلراید بود تهیه شد.
رنجبر گفت: این نانوالیاف به دلیل دارا بودن ساختار نانولیفی نرم و بی‌بافت، تمایل به چسبندگی و یا سخت شدن آنها در هنگام تماس با مایعات بدن (در مقایسه با فیلم های تهیه شده برای ترمیم) کمتر است علاوه بر این نانوالیاف در طول مدت زمان رهایش دارو، ظاهر نرم و انعطاف‌پذیر خود را کاملاً حفظ کرده و توانستند نرخ رهایش کنترل شده ای را تا مدت طولانی در حدود 75 روز از خود نشان دهند، که در گزارش‌های قبلی حداکثر زمان رهایش در حدود 23 روز گزارش شده بود.
وی افزود: با کاربرد چنین سامانه‌ای، بیمار تنها یک بار برای وارد کردن وسیله به داخل پاکت پریودنتال به متخصص مراجعه کرده و نیازی به خارج کردن وسیله نیست. این امر سبب صرفه‌جویی در هزینه و زمان شده و مطلوبیت کاربرد وسیله را تا حد زیادی افزایش می‌دهد.