انتقال همزمان سیگنال الکتریکی و بیوشیمیایی به سلول‌ها با داربست‌های رسانا

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما، زهره دارائی‌نژاد، دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و یکی از مجریان طرح «توسعه دوپانت‌های زیست فعال جهت طراحی داربست‌های رسانا بر پایه پلی‌آنیلین برای کاربرد‌های مهندسی بافت» با بیان اینکه مهندسی بافت یک روش درمانی جایگزین برای روش‌های پیوند قدیمی است، گفت: مهندسی بافت به معنی ساخت بافت جدید است که با به‌کارگیری تحریک‌های شیمیایی، مکانیکی، الکترومغناطیسی و توپوگرافیکی کنترل شده روی سلول‌های هدف محقق می‌شود.

وی با تاکید بر اینکه برای انتقال دقیق مکانی و زمانی این سیگنال‌ها از داربست‌های مهندسی بافت استفاده می‌شود، گفت: برای بافت‌های الکترواکتیو بدن مانند عصب، ماهیچه، قلب و استخوان طراحی داربست رسانا و انتقال سیگنال الکتریکی اهمیت زیادی دارد.

وی توضیح داد: مدار‌های بیوالکتریکی و اتصالات آن‌ها به عنوان سیگنال‌های راه دور بین سلولی عمل کرده و مکانیسم‌های توسعه، حفظ و ترمیم بافت را کنترل می‌کنند؛ بنابراین از طریق به‌کارگیری تحریک الکتریکی خارجی می‌توان وظیفه این سیگنال‌های داخلی را تقلید کرد.

به گفته دارائی‌نژاد، داربست‌های الکترواکتیو تهیه شده از پلیمر‌های رسانا یک روش مستقیم برای انتقال تحریک الکتریکی به سلول‌ها هستند و بین پلیمر‌های رسانا، پلی‌آنیلین به دلیل خواص منحصر به فردی که دارد، از محبوبیت زیادی برخوردار است.

وی تاکید کرد: در پژوهش‌های اخیر ما سعی شده تا با جایگزین کردن دوپانت‌های زیست فعال، زیست سازگاری پلی‌آنیلین بهبود یابد. انتخاب دوپانت برای ساخت داربست‌های بر پایه پلی‌آنیلین می‌تواند متناسب با بافت هدف باشد.

این محقق خاطر نشان کرد: در این پژوهش از تائورین، آسکوربیک اسید و برلیان بلو برای طراحی داربست‌هایی برای مهندسی بافت عصب، استخوان و پوست استفاده کردیم و بیومولکول‌های به کار رفته در این داربست‌ها هم باعث دوپینگ پلی آنیلین می‌شوند و هم به عنوان یک دارو عمل کرده و با رهایش خود در محیط کشت رفتار‌های سلولی را برای مهندسی بافت تنظیم می‌کنند.

به گفته دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر، به این ترتیب اثر همزمان سیگنال الکتریکی و بیوشیمیایی روی سلول‌ها را مطالعه کردیم.

وی اضافه کرد: ما با استفاده از بیومولکول‌های زیست فعالی که هم قابلیت دوپ کردن پلی‌آنیلین را دارند و هم به عنوان فاکتور مغذی برای سلول‌ها عمل می‌کنند، مشکل سمیت داربست‌های بر پایه پلی‌آنیلین را برطرف کردیم و خواص این پلیمر رسانا را برای کاربرد‌های زیستی بهبود دادیم.

دارائی‌نژاد با بیان اینکه پلی‌آنیلین یک پلیمر رسانا است که با استفاده از دوپانت‌های اسیدی خاصیت رسانایی پیدا می‌کنند، گفت: دوپانت‌های رایجی که برای این پلیمر استفاده می‌شوند، باعث ایجاد سمیت در محیط کشت سلولی شده و کاربرد این پلیمر را برای کار‌های زیستی محدود می‌کنند.

وی بیان کرد: در این راستا، ما علت سمیت پلی‌آنیلین را مورد ارزیابی قرار دادیم و با جایگزین کردن دوپانت‌های اسیدی زیست‌سازگار همچون اسیدآمینه‌ها و ویتامین‌ها، نه تنها سمیت پلی‌آنیلین را برطرف کردیم، بلکه خاصیت زیست فعالی به این پلیمر دادیم.

دارائی نژاد گفت: بیومتریال‌های رسانا بر پایه پلی‌آنیلین اصلاح شده در تمام زیرشاخه‌های مهندسی پزشکی از جمله مهندسی بافت، رهایش دارو، بیوسنسور و زخم پوش‌ها قابل استفاده است.

وی گفت: در ادامه کار روی بهبود خواص پلی‌آنیلین برای کاربرد‌های مختلف از جمله مهندسی بافت استخوان، عصب، پوست و ... تمرکز خواهد شد و مطالعات فاز حیوانی آغاز خواهد شد. همچنین به ساخت کامپوزیت‌های رسانای زیست‌فعال با مورفولوژی و خواص مکانیکی بهبود یافته پرداخته خواهد شد.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر افزود: پلی آنیلین اصلاح شده در این پژوهش کاربرد گسترده‌ای در زمینه‌های مختلف مهندسی پزشکی دارد و به دلیل خواص آنتی باکتریال پلی آنیلین می‌توان از آن برای ساخت زخم پوش‌ها استفاده کرد.

به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، محققان طرح زهره دارائی نژاد، حورا رضاقلی، رامتین تاج الدین و استاد راهنمای آن دکتر ایمان شعبانی عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر بوده‌اند.