به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، از دست دادن مقدار زیادی از بافت نرم ناشی از آسیب یا سرطان ممکن است به جراحی ترمیمی نیاز داشته باشد. این جراحی‌ها معمولاً بر یک چارچوب ساختاری تکیه می‌کنند که سلول‌ها یا بافت‌ها را در کنار هم نگه می‌دارد که از هیدروژل‌ها یا سایر مواد زیستی ساخته شده‌اند که از رشد عروق خونی جدید پشتیبانی می‌کنند. اما وقتی این چارچوب‌ها از هیدروژل‌های حجیم ساخته می‌شوند، محدودیت‌های متعددی دارند که می‌تواند منجر به رشد آهسته و نامنظم رگ‌های خونی شود و منجر به نتایج ضعیف بیمار شود. برای غلبه بر این محدودیت ها، محققان دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا یک رویکرد هم افزایی جدید ایجاد کرده اند که چارچوب جدیدی (داربست) ساخته شده از هیدروژل‌های دانه ای را با یک تکنیک جراحی به نام میکروپانچر ترکیب می‌کند. این روش پیش بالینی آنها که در مجله Small منتشر شده است، می‌تواند به سرعت رگ‌های خونی سازمان یافته را در موش‌های زنده رشد دهد.

تولید داربست‌های هیدروژلی

کمبودهای بافتی ممکن است پس از یک رویداد تروماتیک یا برداشتن انکولوژیک رخ دهد.  بیماران اغلب از عفونت، بی حرکتی و اختلال در عملکرد رنج می‌برند، و با صدمات شدید، از دست دادن اندام و حتی زندگی ممکن است رخ دهد. در طول دو دهه گذشته، داربست‌های مبتنی بر هیدروژل با فراهم کردن پایه‌ای برای عروق مجدد، برای بازسازی بافت حیاتی شده‌اند. متأسفانه، داربست‌های هیدروژلی هنوز با برخی محدودیت های عمده، از جمله عروق آهسته و تصادفی مواجه هستند. یکپارچگی عروقی آهسته یا ناکافی ممکن است منجر به پیامدهای نامطلوب از جمله عفونت و شکست بازسازی شود. جراحان تکنیک‌های مختلفی را برای ترویج رگ‌زایی در بستر زخم مورد بررسی قرار داده‌اند، از جمله عروق درونی. این رویکرد با تامین خون میزبان از طریق روش‌هایی مانند حلقه‌های شریانی وریدی (AVL) یا ساقه‌های عروقی جدا شده، نئوواسکولاریزاسیون را افزایش می‌دهد. ساقه‌های عروقی که از شریان‌ها و وریدها تشکیل شده‌اند، معمولاً در محفظه‌های پلاستیکی جدا می‌شوند و قادر به تشکیل شبکه‌های عروقی هستند. برای این منظور میکروذرات هیدروژل مملو از میکروژل (میکروژل) نیز برای تقلید از پیچیدگی و عملکرد بافت‌های عروقی مهندسی شده استفاده شده است.

هدف از انجام این کار

در این کار، هدف ما ترکیب پیشرفت‌های اخیر در میکروجراحی ترمیمی  و فناوری میکروساخت هیدروژل است تا یک پلتفرم هم افزایی نوآورانه ارائه کنیم که نفوذپذیری سریع و الگوسازی ریز عروق را در یک داربست کاشته‌شده امکان‌پذیر ‌سازد. ما در ابتدا MP جراحی را القا می‌کنیم که در آن سوراخ‌های کوچکی با استفاده از یک سوزن در مقیاس میکرو در عروق گیرنده ایجاد می‌شود تا برون‌وازی سلولی و رگ‌زایی را بدون ایجاد ترومبوز یا خونریزی قابل‌توجه تسهیل کند، و به دنبال آن رشد میکروواسکولار را هدایت می‌کنیم. ما حدس می‌زنیم که این فناوری ممکن است فرصت‌های بی‌سابقه‌ای را برای بازتعریف چشم‌انداز عروق بافتی با کاربرد گسترده در همه مکان‌های آناتومیک و علت بیماری، از جمله پاتولوژی‌های مرتبط با قلب و عروق، که علت اصلی عوارض و مرگ‌ومیر در سراسر جهان است، باز کند.

رویکرد ترکیبی برای عروق مجدد

"رویکرد ترکیبی محققان برای عروق مجدد نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در زمینه مهندسی بافت و بازسازی است. این تکنیک را می‌توان برای انواع بیماری‌های عروق خونی که در بیماری‌های قلبی عروقی یافت می‌شود، مانند بیماری عروق کرونر قلب، که رایج ترین نوع بیماری است، به کار برد.

جراحی میکروپانکسچر

جراحی میکروپانکسچر یک روش پیش بالینی است که توسط نویسنده ارشد مطالعه، دینو راونیک، D.O.، رئیس هاک در پزشکی احیاکننده و علوم جراحی در کالج پزشکی ایالت پن ایجاد شده است. این روش شامل ایجاد برش‌های ریز و دقیق در رگ‌های خونی است که باعث تسریع عروق می‌شود. در حالی که رگ‌های خونی جدید ممکن است به سرعت رشد کنند، مطالعات گذشته نشان می‌دهد که وقتی با داربست‌های هیدروژلی ترکیب می‌شوند، الگوهای منظمی ایجاد نمی‌کنند.

تولید داربست‌های هیدروژلی دانه‌ای

 برای القای رشد منظم‌تر رگ‌های خونی ، امیر شیخی، نویسنده ارشد مطالعه و محقق اصلی، دکتر دوروتی فوهر هاک و جی. لوید هاک، در بیومتریال و مهندسی بازساختی در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا، یک پروتئین جدید به نام داربست‌های هیدروژلی دانه ای را تولید کردند. آنها از ذرات هیدروژل (میکروژل) ساخته شده اند که هزار برابر بزرگتر از زنجیره های پلیمری / نانوذرات موجود در داربست‌های هیدروژل هستند. نانوذرات منافذ کوچکتری ایجاد می‌کنند که سازماندهی عروق خونی و اتصال به هم آنها را در هیدروژل‌های حجیم را محدود می‌کنند. در مقابل، میکروژل‌ها منافذ بزرگ تری ایجاد می‌کنند که رشد سریع سلولی و عروقی شدن را امکان پذیر می‌کند. بنابراین برای هدایت معماری رگ‌های خونی، میکروژل‌ها در اندازه‌های مختلف (کوچک، متوسط و بزرگ) ساخته شدند. شیخی گفت: برای تشکیل الگوهای رگ‌های خونی، فضاهای خالی (منافذ) بین میکروژل‌ها را با تغییر اندازه آنها تنظیم کردیم. رنگ‌آمیزی ایمونوفلورسانس نشان می‌دهد که MP هیبریدی و GHS در مقایسه با هیدروژل‌های توده‌ای که ساختار نانومتخلخل دارند، منجر به نفوذ سلولی و عروقی شدن بیشتر در اندازه‌های میکروژل می‌شوند.

ارزیابی در مدل‌های حیوانی

سپس محققان رویکرد ترکیبی خود را در موش‌های صحرایی زنده ارزیابی کردند. محققان قبل از کاشت داربست‌های هیدروژلی دانه ای خود در گیرنده، میکروپانکسیون عروقی را برای تسریع تشکیل رگ‌های خونی جدید انجام دادند. سوراخ‌ها با میکروسوزن‌ها ساخته می‌شوند تا اطمینان حاصل شود که لخته خون یا خونریزی قابل توجهی وجود ندارد. سپس، پس از کاشت داربست‌های دانه ای، محققان رویکرد هیبریدی خود را با موش‌هایی که داربست‌های هیدروژل حجیم را با یا بدون میکروپانچر دریافت کرده بودند، مقایسه کردند. در یک هفته، رنگ‌آمیزی ایمونوفلورسانس نشان داد که رویکرد هیبریدی منجر به افزایش معنی‌دار مهاجرت و تجمع سلول‌ها در بافت‌ها (نفوذ سلولی) در مقایسه با سایر گروه‌های مطالعه شد. محققان همچنین با تزریق رنگ به رگ‌های خونی موش‌ها و استفاده از هوش مصنوعی برای تشخیص و اندازه‌گیری، جریان خون (پرفیوژن) را در یک هفته اندازه‌گیری کردند. محققان با شناسایی داربست دانه ای متشکل از میکروژل با اندازه متوسط به عنوان بهینه برای عروق مجدد، می‌خواستند تعیین کنند که آیا اضافه کردن میکروپانچر تفاوتی ایجاد می‌کند یا خیر. محققان خونرسانی بیشتر و طول عروق خونی بیشتر و به طور متوسط تراکم عروقی و قطر رگ بیشتر را در گروه موش‌هایی که رویکرد هیبریدی دریافت کردند نسبت به گروهی که فقط داربست را دریافت کردند مشاهده کردند.

بررسی رویکرد ترکیبی در حیوانات کوچک

شیخی گفت: "پرفیوژن در رگ‌های خونی طرح دار نشان می‌دهد که شبکه عروق خونی جدید عملکردی، به هم پیوسته و توسط ریزمعماری داربست‌های هیدروژل دانه ای هدایت می‌شود. این نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در مهندسی بافت قبل از ترجمه بالینی است." محققان قصد دارند به بررسی رویکرد ترکیبی خود در حیوانات کوچک برای درک بهتر فرآیندها ادامه دهند و سپس تحقیقاتی را در حیوانات بزرگ و در نهایت در افراد انجام دهند.

پایان مطلب/.