ضمادة “كهروضوئية” لتسريع التئام العظام المكسورة
تاريخ النشر: 14th, August 2024 GMT
يمانيون/ منوعات
أعرب سيونغ-بوم هونغ، أحد الباحثين الرئيسيين في الدراسة، عن حماسه بشأن هذا التطوير، قائلاً: “لقد نجحنا في تطوير مادة مركبة كهروضوئية تعتمد على هيدروكسي أباتيت. ويمكنها العمل بمثابة “ضماد للعظام” بسبب قدرتها على تسريع عملية تجديد العظام”.
كشف الباحثون عن “ضمادة كهروضوئية” رائدة للعظام. والتي لا تقتصر فقط على إعادة بناء العظام التالفة لدى الفئران، بل تحمل إمكانية تطبيقها على العظام المصابة لدى البشر.
وتم تطوير هذه الضمادة من قبل علماء في المعهد الكوري المتقدّم للعلوم والتكنولوجيا (KAIST). وتجمع بين المواد الكهروضوئية وخصائص تعزيز النمو لـ هيدروكسي أباتيت (HAp)، وهو معدن طبيعي موجود في العظام.
على الرغم من أن تقنية KAIST تبدو وكأنها من الخيال العلمي، إلا أنها في الواقع بسيطة للغاية. فهي عبارة عن هيكل داعم مستقل يولد إشارات كهربائية عند تطبيق الضغط عليه.
تولِّد المواد الكهروضوئية، شحنة كهربائية استجابة للإجهاد الميكانيكي، تلعب دوراً في إصلاح العظام. ولكن دمج هيدروكسي أباتيت (HAp) في العملية سيأخذ هذا المفهوم إلى مستوى جديد تماماً.
لطالما استُخدم الهيدروكسايباتيت، وهو معدن معروف بالفعل بدوره في تعزيز قوة العظام وتجديدها، في تطبيقات مختلفة، من معجون الأسنان إلى مواد حيوية لتطعيم العظام.
فيما مزج الباحثون هيدروكسي أباتيت مع فيلم بوليميري يسمى “بولي فينيلين فلوريد كوتري فلورو إيثيلين” (P(VDF-TrFE)) لصنع هيكل يمتلك خصائص كهروضوئية وسطح مشابه للبيئة خارج الخلايا في الجسم.
كما أظهرت مقارنة بين هياكل هيدروكسي أباتيت وهياكل أخرى في بيئات محاكاة، أن هيدروكسي أباتيت يتميز بقدرته على تعزيز التصاق الخلايا بمعدلات تتراوح بين 10% و15%. كما أنه يرفع معدلات تكاثر الخلايا بنسبة 20% إلى 30% بعد خمسة أيام من زراعة الخلايا.
بالإضافة إلى ذلك، أظهرت هياكل هيدروكسي أباتيت زيادة في مستويات “تكوين العظام” (عملية تسمى “استحداث العظم) بنسبة تتراوح بين 30% و40% مقارنة بالهياكل الأخرى.
وهذا بدوره، يشير إلى إمكانية هيدروكسي أباتيت في تعزيز الخصائص الكهروضوئية للهياكل وخلق بيئة مناسبة لتجديد الأنسجة.
جاء الاختبار الحقيقي عندما قام الباحثون بغرس هياكل هيدروكسي أباتيت (P(VDF-TrFE)) في فئران تعاني من عيوب في عظام الجمجمة. تركت الهياكل في مكانها لمدة 6 أسابيع دون تشوه، وكانت النتائج مذهلة.
أعرب سيونغ-بوم هونغ، أحد الباحثين الرئيسيين في الدراسة، عن حماسه بشأن هذا التطوير، قائلاً: “لقد نجحنا في تطوير مادة مركبة كهروضوئية تعتمد على هيدروكسي أباتيت. ويمكنها العمل بمثابة “ضماد للعظام” بسبب قدرتها على تسريع عملية تجديد العظام”.
وفي النهاية، لا يقتصر هذا البحث على تصميم مواد حيوية مبتكرة، بل يقدّم فهماً أعمق للآليات التي تحفّز تجديد العظام. ما يمهد الطريق لتطوير علاجات جديدة لكسور العظام وغيرها من الإصابات.
#العظام#ضمادة#كهروضوئيةالمصدر: يمانيون
إقرأ أيضاً:
من الأنف إلى الركبة: اختراق مذهل في الغضروف قد يعزز علاج المفاصل
قد تنقذ أبحاث رائدة من جامعة بازل ومستشفاها، المصابين بتلف غضروف مفصل الركبة، والذي يمكن أن يؤدي إلى توقف الحركة بشكل مؤلم.
و على عكس الأنسجة الأخرى في الجسم، لا يلتئم الغضروف من تلقاء نفسه، ما يزيد من احتمال مشاكل طويلة الأمد مثل هشاشة العظام. حتى الآن، كانت خيارات العلاج محدودة، لكن أبحاث أخيرة قد تقدم أملاً كبيراً، وفق "إنترستينغ إنجينيرينغ".ومن الغريب في هذه الأبحاث في الواقع أن الأنف قد يساعد في شفاء الركبة، حيث طول العلماء غرسات غضروفية باستخدام خلايا من مصدر غير متوقع إطلاقاً، وهو الحاجز الأنفي للمريض نفسه، حيث كان فريق بحثي بقيادة البروفيسور إيفان مارتن، والدكتور ماركوس موم والبروفيسور أندريا باربيرو، يعمل على تحسين تقنية لإصلاح الغضروف التالف باستخدام خلايا من الحاجز الأنفي.
وتبدأ العملية باستخراج عينة صغيرة من الغضروف من أنف المريض، ثم يتم مضاعفة هذه الخلايا في المختبر ووضعها على سقالة من الألياف الناعمة، حيث تنمو إلى أنسجة غضروفية جديدة.
وبمجرد أن يصل الغضروف المصمم إلى الحجم والشكل المطلوبين، يتم زرعه في مفصل الركبة التالف، مما يمنح المرضى فرصة ثانية للحركة وأسلوب حياة نشط.
وهذا النهج المبتكر مفيد بشكل خاص للمرضى الذين يعانون من إصابات غضروفية كبيرة أو معقدة، وخاصة أولئك الذين خضعوا لعلاجات غير ناجحة في الماضي، وبينما لم تقارن الدراسة هذه الطريقة بشكل مباشر بالعلاجات التقليدية، أظهرت الاستبيانات القياسية أن المرضى الذين تلقوا غرسات غضروفية أنفية حققوا درجات أعلى بكثير على المدى الطويل في وظائف المفاصل وجودة الحياة بشكل عام.
وبفضل هذه النتائج، يوسع الباحثون الآن عملهم لاختبار طريقة علاج هشاشة العظام، وهي حالة مزمنة ينهار فيها غضروف المفصل بمرور الوقت.
وستبحث دراستان سريريتان واسعتا النطاق، بدعم من مؤسسة العلوم الوطنية السويسرية وبرنامج أبحاث Horizon Europe التابع للاتحاد الأوروبي، فعالية هذه التقنية في علاج نوع معين من هشاشة العظام التي تصيب الرضفة، بالنسبة للرياضيين والأفراد الذين يمارسون نشاطات ويعتقدون أنهم فقدوا قدرتهم على الحركة إلى الأبد، فقد يقدم لهم العلم قريبا طريقة للعودة إلى اللعبة.
الصحة: تخصيص عيادة للعقر وتوفير الأمصال واللقاحات بمستشفى حميات الخارجة