ترمیم موثرتر تاندون با یك ماده زیستی چند منظوره یك ماده زیستی با چهره جانوس كه محكم به تاندون های آسیب دیده می چسبد و به سر خوردن آن ها كمك می كند، همچنین به آرامی داروهایی را به سلول های تاندون آزاد می كند كه می تواند ترمیم بیماران را در صدمات متعدد بهبود بخشد. به گزارش خبرگزاری علم و فناوری از اردبیل؛ یك ماده زیستی با چهره جانوس كه محكم به تاندون های آسیب دیده می چسبد و به سر خوردن آن ها كمك می كند، همچنین به آرامی داروهایی را به سلول های تاندون آزاد می كند كه می تواند ترمیم بیماران را در صدمات متعدد بهبود بخشد.

بسیاری از ما به طور ناگهانی در حین فعالیت های ورزشی یا در نتیجه ساییدگی و پارگی روزانه ناشی از استفاده بیش از حد از تاندون آسیب دیده ایم. پارگی یا كشیدگی تاندون ها - معمولاً تاندون های آشیل، فلكسور یا روتاتور كاف - می تواند باعث درد مداوم شود و بهبودی پس از جراحی، به ویژه در افراد مسن، طولانی شود. این تعجب آور نیست زیرا تارهای سفید درخشان كه ماهیچه های ما را به استخوان های ما متصل می كنند باید توانایی خود را برای انتقال نیروهای مكانیكی قوی كه به مفاصل ما اجازه حركت می دهد بازسازی كنند.



یك نیاز پزشكی حاد و برآورده نشده برای درمان های موثرتر برای درمان آسیب های تاندون وجود دارد. علیرغم پیشرفت در روش های جراحی، درمان های پیوند جدید و توانبخشی مؤثرتر، تاندون های آسیب دیده به ندرت یكپارچگی ساختاری و استحكام مكانیكی تاندون های سالم را به دست می آورند كه اغلب بار مزمنی را بر دوش بیماران وارد می كند.

در حال حاضر، یك تیم تحقیقاتی مشترك به رهبری دیوید مونی، Ph.D. بنیانگذار هیئت علمی مؤسسه ویس برای مهندسی الهام گرفته از بیولوژیكی هاروارد و دانشكده مهندسی و علوم كاربردی جان آ. پالسون (SEAS ) ، اكهارد وبر، دكتری. در مؤسسه نوارتیس برای تحقیقات بیومدیكال (NIBR ) و دانیل كافمن، دكتری. در تحقیق و توسعه فنی Novartis، یك درمان تاندون مبتنی بر مواد زیستی جدید ایجاد كرد كه به چالش های كلیدی در فرآیند بازسازی می پردازد. این ماده دو طرفه محكم به تاندون ها با یكی از سطوح مهندسی شده خاص خود می چسبد، در حالی كه امكان سر خوردن عادی تاندون های بهبودی را با سطح متضاد آن از نظر مكانیكی سخت و در عین حال الاستیك فراهم می كند. نكته مهم، «چسب های سخت جانوس» (JTAs) همچنین می توانند به عنوان انبار دارو با ظرفیت بالا عمل كنند و به آرامی مولكول های كوچك را در بافت تاندون آزاد كنند تا به بهبودی كمك كنند. محققان به طور قانع كننده ای توانایی های بازسازی نسخه های JTA بدون دارو و مملو از دارو را در مجموعه ای از مدل های تاندون پیش بالینی مرتبط با آسیب نشان دادند و یافته های خود را در Nature Biomedical Engineering گزارش كردند.



دیوید مونی گفت: «JTAها با تركیبی از قابلیت های بافتی خاص، فرصت جدیدی را برای غلبه بر نارسایی های فعلی در بازسازی تاندون در انواع آسیب ها ارائه می دهند و می توانند به بسیاری از بیماران كمك كنند تا عملكردها و تحرك طبیعی تاندون را بازیابند.» همكاری استثنایی ما با گروه های تحقیقاتی چند رشته ای در Novartis، علاوه بر ارائه تخصص های فنی، مدل سازی و تجربی بسیار تكمیلی، همچنین ما را قادر ساخت تا برای اولین بار، چسب ژل سخت را برای تحویل محلی یك داروی مولكولی كوچك بهینه سازی و اعمال كنیم. كه یكی از اهداف اولیه ما بود.» مونی رهبری پلتفرم مواد ایمنی مؤسسه Wyss و همچنین پروفسور مهندسی زیستی خانواده رابرت پینكاس در SEAS است.

JTAها آخرین نمونه از چسب های مبتنی بر مواد زیستی هستند كه توسط تیم Mooney به عنوان بخشی از فناوری پلت فرم چسب ژل سخت آن ها توسعه یافته اند، كه در اصل از مخاط سخت تولید شده توسط Dusky Arion (Arion subfuscus) الهام گرفته شده است. پیش از این، محققان مواد زیستی غیرسمی مبتنی بر هیدروژل را مهندسی كرده بودند كه می توانند به سطوح مرطوب مختلف، از جمله بافت های آسیب دیده كه هنوز با خون پوشیده شده اند، بچسبند و در برابر استرس مكانیكی ناشی از اصطكاك در بافت های متحرك مقاومت كنند. این ویژگی ها آن ها را به عنوان درزگیر بافت (چسب هایی كه برای نگه داشتن بافت هایی كه در اثر جراحات جدا شده اند استفاده می شوند) و پانسمان زخم بسیار مفید است، زیرا مواد چسبنده فعلی این الزامات ضروری را برآورده نمی كنند.

برای ایجاد چسب های ژل سخت متناسب با بازسازی تاندون، ما یك هیدروژل مبتنی بر آلژینات-پلی آكریل آمید را به صورت یك ماده زیستی دو طرفه مهندسی كردیم، اساساً با اصلاح یكی از سطوح آن با شكری به نام كیتوزان، كه نشان دادیم امكان اتصال محكم را می دهد. به تاندون ها بنجامین فریدمن، نویسنده اول و همكار فوق دكتری، Ph.D.، كه رهبری این مطالعه را در آزمایشگاه Mooney با همكاری نزدیك با گروه های تحقیقاتی Novartis بر عهده داشت، گفت: سمت اصلاح نشده می تواند به طور همزمان باعث سر خوردن زیر تاندون های اصطكاك مداومی شود كه در حین حركت در معرض دید قرار می گیرند. در داخل این هیدروژل «چهره جانوس»، ما سپس یك داروی مدل را بارگذاری كردیم كه می توانست به آرامی آزاد شود و از نظر شیمیایی التهاب را كاهش دهد.»



فریدمن و همكارانش در حال توسعه JTAها به عنوان بیوموادهای آماده برای استفاده آسان توسط جراحان هستند. تمام اجزای بیومتریال موجود در JTAها، از جمله كیتوزان، كه از پوسته سخت پوستان به دست می آید، زیست سازگار هستند و قبلاً در سایر كاربردهای پزشكی استفاده می شود.

JTAها با تركیبی از قابلیت های بافتی خاص، فرصت جدیدی را برای غلبه بر نارسایی های فعلی در بازسازی تاندون در انواع آسیب ها ارائه می دهند و می توانند به بسیاری از بیماران كمك كنند تا عملكردها و تحرك طبیعی تاندون را بازیابند.

در شروع پروژه، فریدمن یك جلسه كوتاه در Novartis در بازل، سوئیس داشت تا به طور مشترك مشخصات هدفمند درمان تاندون را تعریف و آزمایش كند. نتایج آزمایشی واضحی كه در هر دو سوی اقیانوس اطلس به دست آمده بود، و كنفرانس های ماهانه بین موسسه Wyss و تیم های Novartis، تحقیقات را به جلو برد. در تلاش هماهنگ خود، تیم ها نشان دادند كه JTAها به تاندون های خوك جدا شده با پوشش خون متصل می شوند و دریافتند كه آنها نسبت به چسب های بافتی TISSEEL، Dermabond و SurgiCel قوی تر به انواع مختلف تاندون ها متصل می شوند. آنها همچنین JTA را در كنار كشكك، خم كننده پا، و تاندون آشیل یك موش در مدل in vivo كاشته و چسبندگی تاندون قوی آنها را به صورت غیرتهاجمی با تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI ) و سونوگرافی با فركانس بالا تایید كردند.



برای نشان دادن اینكه انعطاف پذیری و قابلیت ارتجاعی JTA از تاندون ها محافظت می كند و آنها را قادر به سر خوردن می كند، محققان آن ها را به تاندون های خم كننده دست های جسد انسان متصل كردند و مچ ها را در صدها چرخه باز و خم كردند: آنها متوجه هیچ نشانه ای از ساییدگی یا از هم پاشیدگی نشدند. مهمتر از همه، زمانی كه ما JTA را روی تاندون های كشكك پاره شده موش ها اعمال كردیم، آنها در طول سه هفته كاشت در جای خود باقی ماندند و بهبود تاندون را تسهیل كردند. آنها همچنین تشكیل اسكار را تا 25 درصد در مقایسه با تاندون های ترمیم شده با جراحی كه با JTA درمان نكردیم كاهش دادند. جای زخم معمولاً با بهبودی در نتیجه التهاب همراه است و باعث از بین رفتن طولانی مدت عملكرد تاندون می شود.

محققان با استفاده از یك مدل آسیب كشكك در موش ها، اثرات یك كورتیكواستروئید، یك داروی مدل ضدالتهابی را كه به صورت ثابت از JTA كپسوله شده و آزاد می شد، بررسی كردند. با استفاده از فناوری های تصویربرداری پیشرفته و سنجش های ایمنی مولكولی، آن ها نشان دادند كه در تاندون های تحت درمان با JTA های حاوی كورتیكواستروئید، التهاب به طور قابل توجهی سریع تر فروكش كرد.

دكتر مایكلا كنایسل، رئیس جهانی منطقه بیماری های اسكلتی عضلانی، گفت: «درمان ها برای ترمیم و بازسازی تاندون باید طبیعتاً سازگار باشند و طیفی از رفع التهاب و درد تا بازسازی ماتریكس بافت تاندون و عملكرد را پوشش دهند.» در NIBR. او افزود: «تركیب مواد دارویی فعال با چسب های سخت جانوس پتانسیل تبدیل شدن به یك راه امیدواركننده برای چنین درمان تطبیقی ​​را دارد، با انتشار و فعالیت مواد دارویی كه توسط JTAs برای تسهیل ترمیم و بازسازی تاندون ها در نظر گرفته شده است.»

این مطالعه توسط دیوید مونی و همكارانش در Novartis حاكی از یك پیشرفت واقعی در توسعه مواد الهام بخش زیستی چند منظوره در زمینه پزشكی احیاكننده است. این مواد جدید كه برای ترمیم تاندون ساخته شده اند، به راحتی می توانند برای ایجاد یك خانواده كامل از موادی كه ترمیم بافت های دیگر را در بدن انسان تسهیل می كنند، اصلاح شوند، كه هركدام برای رفع چالش های مكانیكی و شیمیایی خاص خود طراحی شده اند و حتی برای بیماران بیشتری در آینده مفید خواهند بود.

انتهای پیام/