دانشمندان با استفاده از سلول‌های انسانی و از طریق فناوری چاپ سه‌بُعدی موفق به ساخت نوعی قرنیه مصنوعی چشم شدند که از تمام نمونه‌های پیشین، دقیق‌تر و شبیه‌تر به قرنیه طبیعی است. این تکنولوژی پس از تکامل می‌تواند روشنی‌بخش چشم میلیون‌ها فرد نابینا باشد.

یافتن ترکیبی مناسب برای تولید جوهری که بتوان آن را در پرینت سه بعدی قرنیه مصنوعی چشم مورد استفاده قرار داد کار ساده‌ای نیست اما محققین دانشگاه نیوکاسل موفق به انجام این مهم شدند.

به گفته‌ی “چی کانون” مهندس بافت در این دانشگاه، چنین جوهری نه تنها می‌بایست برای جاری شدن از نازل پرینتر به اندازه کافی رقیق باشد بلکه باید قوام مناسبی هم داشته باشد تا پس از پرینت، ساختار سه بعدی مدنظر از هم نپاشد. به همین منظور محققان علاوه بر سلول های‌بنیادی استخراج شده از قرنیه‌های اهدایی و پروتئین‌هایی طنابی شکل موسوم به کلاژن، از ماده‌ای ژلاتینی به نام آلژینات نیز به عنوان مواد تشکیل دهنده‌ی این جوهر زیستی استفاده کردند.

گذر از نیاز به اهدای عضو با ساخت قرنیه مصنوعی چشم

قرنیه نقشی حیاتی در بینایی ایفا می‌کند و نور قبل از رسیدن به شبکیه که در پشت چشم قرار دارد می‌بایست ابتدا از آن بگذرد. وارد آمدن هرگونه آسیب به قرنیه (اعم از فیزیکی یا عفونی) می‌تواند پیامدهایی چون اختلال در دید یا حتی نابینایی را در پی داشته باشد. در حال حاضر قرنیه سالم از افراد متوفی به چشم بیماران نیازمند پیوند زده می‌شود اما تعداد آن به حدی نیست که پاسخگوی نیاز تمامی بیماران باشد؛ بر اساس آمار سازمان جهانی بهداشت نابینایی حدود ۵ میلیون نفر در سراسر دنیا به جراحات ناشی از عفونت قرنیه چشم مربوط می‌شود.

البته تکنیک ابداعی جدید، نیاز به اهدای این عضو را به طور کامل از بین نمی‌برد زیرا همان‌طور که اشاره شد سلول های بنیادی قرنیه یکی از اجزای ساختاری جوهر مورد استفاده برای چاپ ۳ بعدی هستند؛ اما می‌توان از هر قرنیه اهدایی سلول‌های کافی برای پرینت ۵۰ قرنیه مصنوعی چشم را استخراج کرد و شدت وابستگی به اهدای عضو را کاست.

این تیم تحقیقاتی برای آگاهی از اینکه دقیقا چه چیزی را باید چاپ کند، ابتدا می‌بایست با ساختار قرنیه چشم انسان آشنا می‌شد. به همین منظور از یک دوربین ویژه برای تصویربرداری از کاسه چشم داوطلبان استفاده کرده و مدل‌هایی سه‌بعدی از قرنیه آن‌ها ایجاد نمودند. سپس از این مدل‌ها برای الگودهی به پرینتر سه‌بعدی استفاده شد و با جوهر زیستی مورد اشاره، فرایند چاپ به انجام رسید.

البته به گفته‌ی دانشمندان این قرنیه مصنوعی چشم تا تبدیل شدن به عامل درمان افراد نابینا راه درازی در پیش دارد؛ زیرا ابتدا می‌بایست بهینه‌سازی‌هایی در روند انجام پرینت سه‌بعدی اِعمال شود و سپس کارایی و ایمنی این قرنیه‌ها در حیوانات مورد مطالعه‌ی دقیق قرار بگیرد. با این حال نتایج پروژه مهر تاییدی بود بر قابلیت تکنولوژی چاپ سه‌بعدی برای خلق ساختار پیچیده‌ای چون قرنیه مصنوعی چشم انسان.

در این پروژه برای اولین بار دانشمندان موفق به شبیه‌سازی انحنای ظریف قرنیه با دقتی بسیار بالا شدند؛ چیزی که فاکتوری کلیدی برای کارکرد درست چشم است و اساساً بدون انحنای مناسب، نمی‌توان نام ساختار مصنوعی خلق شده را قرنیه گذاشت.

منبع: گجت‌نیوز

به تازگی خبر عجیب و غریبی در مورد یک عمل جراحی پیوند گوش منتشر شده که جزئیات آن به پرورش دادن عضو مورد نظر بر روی یکی دیگر از اعضای بدن شخص دریافت‌کننده مربوط می‌شود! در بررسی ماجرای این اتفاق شگفت‌انگیز پزشکی با ما همراه باشید.

تا به حال اطلاعات زیادی در مورد انجام عمل‌های جراحی مختلف و عجیب منتشر شده و هر چند وقت یک‌بار پزشکان و جراحان گوشه‌ای از دنیا خبر از موفقیت در حوزه خاصی از علم پزشکی می‌دهند؛ در همین رابطه، گفته شده که سربازی آمریکایی که در جریان یک حادثه رانندگی گوش خود را از دست داده بود، پس از جراحی پیوند گوش نسبتا غیرمعمولی که اخیرا انجام شد، عضو مورد نظر را بازیافت.

گوش چپ سرباز شامیکا بوراج (Shamika Burrage) در نگاه اول تفاوت چندانی با گوش راستش ندارد و برای خود او هم حس و عملکرد این عضو تقریبا با وضعیت پیش از تصادف رانندگی که در آن گوشش را از دست داد،‌ یکسان است.

با این وجود شاید شنیدن این خبر تعجب‌آور باشد که تا چند روز پیش بوراج گوش چپ نداشت و بازیابی عضو در جریان یک نوع عمل پیوند گوش با نام “Prelaminated forearm free flap” ممکن شد؛ این نوع پروسه درمانی که همانند اسمش بیشتر به جزئیات فیلم‌های علمی تخیلی شبیه است، شامل پرورش غضروف گوش از طریق کاشتن سلول‌های مورد نظر در زیر پوست ساعد بیمار می‌شود.

جزئیاتی از جراحی پیوند گوش انجام‌شده

به طور دقیق‌تر، برای عملی کردن این پیوند ابتدا باید قالبی از گوش بیمار از طریق روش پرینت سه بعدی یا روش‌های دیگر ساخته شده و سپس غضروف استخراج‌شده از بخش‌های دیگر بدن فرد،‌ مانند غضروف قفسه سینه، شبیه به گوش شکل داده شود.

در مرحله بعد این گوش مصنوعی در زیر پوست ساعد شخص قرار می‌گیرد و از آنجایی که سلول‌های غضروف با بافت ساعد بیمار هماهنگی دارند، پس از گذشت چند ماه پوست به دور عضو کاشته شده شکل می‌گیرد و رگ‌های خونی هم در گوش مصنوعی ایجاد می‌شوند؛ سپس این غضروف به حالتی می‌رسد که برای پیوند داده شدن به سر بیمار آماده است.

در این مورد بخصوص مقدار دیگری از پوست برای ترمیم بخش‌های آسیب‌دیده فک بوراج استخراج شده بود و موارد مشابهی هم پیش از این بوده که برای جایگزینی غضروف دماغ یک بیمار‌، عضو مورد نظر در زیر پوست پیشانی فرد کاشته شده و برای عمل پیوند آماده شده بود.

نکته شگفت‌انگیز این نوع عمل پیوند گوش به بازیابی سرخ رگ‌ها، سیاه‌رگ‌ها و حتی رشته‌های عصبی در غضروف کشت‌شده مربوط است و برای بوراج هم از آنجایی که شنوایی گوش چپ در اثر حادثه از بین نرفته بود، جراحان توانستند تا عملکرد اصلی عضو پیوند داده شده، یعنی شنوایی را هم به این سرباز حادثه‌دیده بازگردانند.

موارد قبلی پرورش اعضا مصنوعی در بین بافت‌های زنده

همانطور که گفتیم، عمل پیوند گوش بوراج پیش از این هم اجرا شده و یکی از آخرین موارد آن به سال ۲۰۱۷ و جراحی چینی به نام دکتر گائو شوژانگ (Guo Shuzhong) مربوط می‌شود؛ بیمار شوژانگ هم مانند این سرباز یکی از گوش‌هایش را در تصادف رانندگی از دست داده بود و غضروف مورد استفاده در زیر پوست ساعد فرد رشد کرده بود. شوژانگ گفته است که تیم او سالانه ۵۰۰ جراحی مشابه این نوع عمل‌ها را بر روی کودکان انجام می‌دهند!

البته در تاریخچه پرورش گوش مصنوعی همیشه دریافت‌کننده عضو انسان نبوده است؛‌ در سال ۱۹۹۵، محققی به نام چارلز واکانتی (Charles Vacanti) موفق شد تا در اقدامی فوق‌العاده جنجالی گوش انسان را بر روی یک موش پیوند بزند. این موش که بعدها به اسم موش واکانتی شناخته شد، بخش مهمی از ابداع یک روش جراحی پلاستیک بسیار مدرن و کارآمد بود.

منبع: گجت‌نیوز

محققان اخیرا محصولی را توسعه داده‌اند که با فعال کردن فرآیند ترمیم خودکار مینای دندان نیاز به پر کردن حفره‌های دندان‌ها و بسیاری از مشکلات دندانپزشکی را از بین می‌برد.

پژوهشگران دانشگاه واشینگتن آمریکا به تازگی راه حلی هوشمندانه برای  مقابله با پوسیدگی دندان و مشکلات مربوط به دندان‌ها پیدا کرده‌اند که عملا نیاز به پر کردن و یا روش‌های ترمیمی دیگر را از بین می‌برد.

محصول توسعه‌یافته، بر پایه پپتیدها یا همان زنجیره‌های کوتاه آمینواسید که به اندازه پروتئین‌ها بلند نیستند، عمل می‌کند و باعث ترمیم خودکار مینای دندان می‌شود؛‌ برای آزمایش این روش جالب‌توجه، محصول ساخته‌شده بر روی پوسیدگی دندانی که به صورت مصنوعی در آزمایشگاه ایجاد شده بود، امتحان شد و در کمال شگفتی محققان دیدند که حفره مواد مورد آزمایش با این محصول به صورت خودکار از بین می‌رود.

همان‌طور که مهمت ساریکایا (Mehmet Sarikaya)، یکی از متخصصان حوزه دانش مواد گفته، ترمیم هدایت‌شده توسط پپتیدها روشی موثر برای مقابله با مشکلات دندان است.

راه‌حل ترمیم خودکار مینای دندان

به‌طور کلی مینای دندان توسط نوعی از سلول‌ها به نام آمیلوبلاست (Ameloblast) ایجاد می‌شود؛ این سلول‌ها پروتئین مسئول رشد مینا را ترشح می‌کنند و باعث می‌شوند که دندان از لثه بیرون بیاید و به وضعیت نهایی خود در دهان برسد. با این وجود، در انتهای این فرآیند و پس از رسیدن مینای دندان به حالت کاملا رشد کرده، آمیلوبلاست‌ها دیگر فعالیتی انجام نمی‌دهند و به همین دلیل، پس از مرحله خاصی از زندگی دندان‌های ما به تدریج پوسیده می‌شوند.

مواد وابسته به شکر و غذاهای دیگر که با مینای دندان در تماس‌اند، در طول شبانه‌روز نوعی اسید مخرب را در دهان به وجود می‌آورند و مواد معدنی محافظ دندان‌ها را از بین می‌برند؛ این پروسه که در طول هزاران سال گذشته، ابزار موجودات برای جویدن غذا را دچار استهلاک کرده است، در انسان‌ها به کمک خمیردندان‌های حاوی فلوراید، بزاق دهان و همچنین افزودنی‌های مختلف آب آشامیدنی، کمی به تعویق می‌افتد، اما در زمانی که یک حفره با ابعادی قابل‌توجه در دندان به وجود می‌آید دیگر چاره‌ای جز مراجعه به دندانپزشک برای برطرف کردن مشکل وجود ندارد.

دندانپزشکان هم برای مقابله با پوسیدگی و حفره‌های دندان‌ها باید محل موردنظر را با مته‌های کوچک سوراخ کرده و ماده پرکننده مورداستفاده را با مینای خراب‌شده جایگزین کنند.

با این تفاسیر، پژوهشگران دانشگاه واشینگتن بر روی یکی از پروتئین‌های تولیدشده توسط آمیلوبلاست‌ها که در تنظیم فعالیت میناسازی نقشی کلیدی دارد، تمرکز کردند و نوعی پپتید را بر پایه این پروتئین توسعه دادند.

همان‌طور که اشاره شد،‌ ماده موردنظر در محیط آزمایشگاهی، با موفقیت باعث ترمیم خودکار مینای دندان شد و با ایجاد لایه‌ای جدید از مواد معدنی، بخش پوسیده دندان را پوشش داد.

البته گفته شده در آزمایش‌های بعدی باید بررسی شود که ماده موردنظر توانایی انجام فرآیند دیده‌شده در آزمایشگاه را در دهان افراد دارد یا خیر و از طرف دیگر، اگر حفره‌ی موجود در دندان بیش از حد عمیق باشد،‌ این روش برای درمان چندان کارساز نخواهد بود.

محققان ابراز امیدواری کرده‌اند که محصول آن‌ها در آینده نزدیک به بخشی از عادات روزانه افراد برای نگهداری از دندان‌هایشان اضافه شود و ماده ساخته‌شده به شکل نوعی ژل و یا خمیر، به صورت عمده در دسترس مصرف‌کنندگان قرار بگیرد.

همان‌طور که سریکایا اظهار کرده، روش‌های درمانی وابسته به پپتیدها پتانسیل این را دارد که توسط خود اشخاص و با به صورت سرپایی در کلینیک‌ها مورداستفاده قرار بگیرند و انتظار می‌رود که چنین محصولی نیاز به سر زدن به دندانپزشک و متقبل شدن هزینه‌های سرسام‌آور دندانپزشکی را تا حد زیادی از بین ببرد.

مقاله توسعه این روش ترمیمی در ژورنال “ACS Biomaterials Science & Engineering” منتشر شده است.