مهندسي بافت

گروه تحقيقاتي بيومتريالhttp://www.brg.blogfa.com

بدن انسان علي‌رغم استحكام و توانايي بالا، بسيار آسيب پذير است. به نظر مي‌رسد که در سنين جواني، ترميم و يا درمان بيماري‌ها، نياز به تلاش جدي ندارد و بافت‌هاي آسيب ديده به مرور خود را ترميم مي‌کنند. اما با افزايش سن قابليت مبتلا شدن به بيماري و تاثير آن بر بدن انسان افزايش مي‌يابد. روياي بسياري از افراد مسن، امكان ترميم و يا تعويض بافت آسيب ديده است که تا چندي پيش تصور آن‌هم حتي مشکل بود. ولي اكنون با رشد دانش پزشکي و علوم مهندسي مواد امکان دستيابي به اين مهم فراهم شده است.

بهترين پيشرفت‌ها در پزشكي مواردي است كه با روش‌هاي ساده بتوان به نتايج خوبي رسيد. ايده اصلي در پشت مهندسي بيومتريال رسيدن به چنين منظوري است. بدين معني كه در صورت آسيب ديدن يك بافت، به‌سادگي بتوان بافتي با قابليت عملکرد طبيعي براي آن جايگزين نمود.

به نظر مي‌رسد اولين بار در سال 1900 الكسي كارل درباره مهندسي بافت بحث نموده است. او به همراه ليندربرگ در انستيتوRockefeller در نيويورك با هدف نگهداري بافت‌هاي جديد در شرايط آزمايشگاهي (برون‌تن) براي جايگزيني در شرايط بدن موجود زنده (درون‌تن) آزمايش‌هايي را شروع نمود. پس از آن كارهاي زيادي انجام گرفت تا اينكه در سال 1980 پوست مصنوعي بر روي بيماري آزمايش شد. به تدريج مهندسي بافت به عنوان يك زمينه و شاخه شروع به گسترش نمود.

مهندسي بافت بطور عام به معني توسعه و تغيير در زمينه رشد آزمايشگاهي مولکول‌ها و سلول‌ها در بافت و يا عضو، براي جايگزيني يا ترميم قسمت آسيب ديده بدن است. دانشمندان از سال‌ها قبل قادر به کشت سلول‌ها در خارج از بدن بودند، ولي فناوري رشد شبکه‌هاي پيچيده و سه‌بعدي سلولي براي جايگزيني بافت آسيب ديده اخيراً توسعه يافته است.

در مهندسي بافت ابتدا يک ماده متخلخل به عنوان ماتريس خارج سلولي يا داربست براي رشد سلول‌ها تهيه شده و سپس عوامل رشد بر روي آن قرار مي‌گيرد. پس از رشد مناسب سلول‌ها در فضاي تخلخل‌ها، داربست از محيط آزمايشگاه به درون بدن موجود زنده منتقل مي‌شود. به تدريج رگ‌ها به داربست نفوذ مي‌کنند تا بتوانند سلول‌ها را تغذيه نمايند. در بافت‌هاي نرم بدن الزاماً داربست تخريب‌ شده و بافت جديد جايگزين آن مي‌شود ولي در بافت‌هاي سخت، مي‌توان از موادي بهره‌ گرفت، كه لزوماً تخريب‌پذير نباشند.

در مهندسي بافت از بسياري از علوم مهندسي براي نيل به اين هدف استفاده مي‌شود. بيولوژيست‌هاي سلولي و مولکولي، مهندسين مواد پزشکي، طراحان شبيه ساز کامپيوتر، متخصصان تصوير برداري ميکروسکوپي و مهندسين رباتيک و نيز بسياري تجهيزات پيشرفته نظير بيو راکتورها که بافت‌ها در آنجا رشد نموده و تغذيه مي‌شوند، همگي به نوعي در تحقيقات مهندسي بافت سهيم هستند. بافت‌هاي مصنوعي انساني نظير پوست، کبد، استخوان، ماهيچه، غضروف، تاندون، رگ‌هاي خوني از جمله مواردي هستند که تاکنون بررسي شده‌اند. هدف اوليه کاشتني‌هاي مهندسي بافت، شناسايي،‌ ترميم و بازسازي عيوب و نارسايي‌هاي بافتي است که براي آن اصول مهندسي و اصول بيولوژيك با هدف توليد جايگزين‌هاي كامل بافت‌هاي انساني تركيب مي‌شوند .

روش‌هاي مختلفي براي دستيابي به يک بافت مصنوعي مورد استفاده قرار مي‌گيرد که از آن جمله مي‌توان به موارد ذيل اشاره کرد:

1. طراحي و رشد بافت‌هاي انساني مصنوعي در خارج از بدن براي کاشت بعدي جهت جايگزيني بافت‌هاي ناسالم. بارزترين مثال در اين مورد پيوند پوست است که در درمان سوختگي زخم‌هاي ديابتي بکار مي‌رود.

2. کاشت محفظه‌هاي محتوي سلول که باعث ترغيب و القاء رشد و ترميم بافت مي‌گردند. اين روش جهت تکثير و توليد مقادير زياد مولکول‌هاي مورد نياز براي رشد سلولي نظير عوامل رشد بکار مي‌رود. براي اين کار پليمرهاي جديدي به صورت سه بعدي توليد شده تا چسبندگي و رشد سلول‌هاي بافت آسيب ديده امکان پذير شود. در اين مورد مي‌توان به ساخت يک زمينه براي ترميم ضريع دنداني اشاره کرد.

3. تهيه داربست‌هايي از بافت‌هاي طبيعي انساني جهت جايگزيني بافت‌هاي آسيب ديده داخلي. ابتدا جداسازي سلول‌ها از بدن صورت گرفته و در ساختار ماتريسي قرار مي‌گيرند و در انتها درون بدن کاشته مي‌شوند. مثالي از اين روش ترميم استخوان، تاندون و غضروف است.

در حال حاضر جايگزين‌هاي قابل جذب مناسبي از سوي پژوهشگران ارائه شده است و بسياري از آنها خواصي بسيار نزديك با بافت‌هاي طبيعي دارند. با وجود اين در مورد تركيبي كه بتوان از آن به عنوان يک بافت مصنوعي استفاده نمود همچنان بحث وجود دارد.

به عنوان مثال تحقيقات در زمينه مهندسي بافت استخوان بيشتر بر پايه روش‌هاي دوم و سوم است. در اين مورد ترميم و جايگزيني استخوان‌هاي کوچک، پيوند استخوان و هدايت رشد استخوان از موفقيت نسبي برخوردار است، هر چند محققان اعتقاد دارند که سلول‌هاي بنيادي و سلول‌هاي استئوبلاست با وجود داربست تخريب پذير به همراه فاکتورهاي رشد، مي‌توانند در اين راه به آنها کمک کنند. پيوند سلولي اتوژنيك (شكل ژني مشابه)، از بسياري از مشكلات نظير پس زدن عضو بيگانه جلوگيري مي‌كند. سلول‌هاي جداسازي شده تزريق شده به بدن، به تنهايي قادر به شكل دادن بافت نيستند. اين سلول‌ها نياز به يك محيط مناسب دارند كه در آن ماده حمايت كننده مشابه يك زمينه براي كشت سلولي در شرايطin vitro عمل مي‌كند.

بر اساس تعريف براي ساخت يك بافت به شيوه‌هاي مهندسي، نياز به طراحي يك داربست با ساختار فيزيكي مناسب با امكان چسبندگي سلول‌ها به آن، مهاجرت سلولي، تكثير سلولي و تمايز سلولي و در نهايت رشد و جايگزيني بافت جديد است.

مهندسي بافت

مطالب مشابه :

دانشگاه آزاد اسلامی بافت در یک نگاه

بافت شناسی

جادوي معماري بافت قديم بوشهر؛سمفوني رنگ ها :

مهندسي بافت

آندومتریوز؛ رشد بافت رحم در خارج آن

جلسه ی 10 : بافت تخمدان , لوله رحمی , غده پروستات و بیضه