تولید ژل اسفنجی زیست‌سازگار برای انتقال سلول‌های بنیادی و دارو به بدن

[سونای]

مهندسان زیستی دانشگاه هاروارد موفق به ساخت یک چارچوب زیستی متراکم شده‌اند که می‌تواند با یک سرنگ به بدن تزریق شده و دوباره در درون بدن به شکل اولیه خود در بیاید. چارچوب‌های زیست‌سازگار مانند آن‌هایی که برای تحریک ترمیم بافتهای قلبی و استخوان و مفاصل در بدن تولید شده‌اند، معمولا برای کاشت به عمل جراحی نیاز دارند اما این ماده تنها با یک تزریق قابل اعمال است. این ماده همچنین از ظرفیت حمل دارو یا سلولهای زنده برخوردار است که در زمان تجزیه آن درون بدن آزاد می‌شوند.
این اسفنج قابل تزریق اساسا از یک ژله مبتنی بر جلبک دریایی موسوم به آلژینات ساخته شده است. این ماده در حقیت یک ژل اسفنجی است که از طریق فرآیند انجماد موسوم به «cryogelation» شکل می‌گیرد. هنگامی که آب در حلال آلژینات منجمد می‌شود، بلورهای یخ خالص شکل گرفته و ژل اطراف بیشتر متمرکز می‌شود. پس از تزریق این بلورهای یخی آب شده و شبکه‌ای از سوراخهای بزرگ را برای جریان آسان مایعات و مولکولهای بزرگ را در اختیار قرار می‌دهد. سلول‌های زنده را می‌توان به دیواره‌های این شبکه وصل کرد و پروتئین‌های کوچک و بزرگ و داروها نیز در خود ژل آلژینات این ماده قابل نگهداری هستند. برخلاف ژل‌های آلژینات دیگر که شکننده هستند، با استفاده از این شیوه، محققان توانستند یک ژل محکم و متراکم را با سنجش ترکیب آلژینات و تنظیم زمان فرآیند انجماد تولید کنند.
این محققان نشان داده‌اند که سلول‌ها و داروها را می‌توان به طور دست‌نخورده با این اسفنج از میان یک سوزن ریز سرنگ به بدن منتقل کرد. با قرار گرفتن در درون بدن، این اسفنج به شکل اولیه خود بازگشته و به مرور محموله خود را آزاد می‌کند. در حالی که به گفته این تیم، ژل‌های دیگر برای تزریق نیز وجود دارد، این مواد از ساختار ذاتی برخوردار نبوده و به سادگی برای پرکردن هرگونه فضای در دسترس جریان پیدا می‌کنند. در مقابل، از آنجایی که این ژل اسفنج مانند قابل تزریق قابل ساخت در هر اندازه و شکل است، می‌توان از آن برای پر کردن حفره‌های از پیش تعریف شده درون بدن استفاده کرد.
این محققان اکنون شکل‌های دیگر از جمله مربع، قلب و ستاره را تولید کرده‌اند که درون یک سرنگ جمع شده و پس از تزریق به شکل اولیه خود برمی‌گردند. از جمله کاربردهای این مواد می‌توان به استفاده از آنها در سلول درمانی، مهندسی بافت، پرکننده‌های پوستی در مواد آرایشی، انتقال مواد دارویی و ایمنی‌درمانی مبتنی بر چارچوب اشاره کرد. همچنین قابلیت بازیابی شکل اولیه مواد باعث ظهور کاربردهای دیگر آنها در بازسازی تکه‌های بافت و پر کردن مناطق آسیب بزرگ با چند جسم کوچکتر شده است. گام بعدی این محققان، تکمیل سرعت تخریب ژل منجمد در زمان تجزیه با سرعت مشابه رشد بافت جدید برای جایگزینی آن است.

پزشکی بالینی