ساخت جایگزین استخوان با سلولهای بنیادی

ضایعات استخوانی در هر سنی ممکن است پیش بیاید. اغلب برای پیوند بافت استخوان به جراحی های پیچیده نیاز هست. اما اگر پزشک بتواند کاری کند که استخوان بیمار دوباره رشد کند، درمان به مراتب ساده تر می شود. در این گزارش جهان آینده می بینیم که پژوهشگران یک طرح اروپایی، چگونه این کار را انجام می دهند.

پروفسور میکائل راس، مدیر کلینیک جراحی فک و صورت در دانشگاه پزشکی اینسبروک در اتریش است. در این کلینیک استخوانهای صورت که در اثر تصادف یا سرطان آسیب دیده اند، ترمیم می شود. برای این نوع جراحی ها از استخوان خود بیمار استفاده می شود که به نظر خیلی برای این کار ایده آل نیست.

پروفسور میکائل راس می گوید: «درست است، خیلی ایده آل نیست. زیرا بافت استخوانی که برای پیوند از آن استفاده می کنیم، مجددا رشد نخواهد کرد. عضلات کارکرد خود را از دست می دهند، حساسیت ضعیف می شود و جای زخم می ماند و به عمل جراحی طولانی هم نیاز است.»

مشکل دیگری که وجود دارد این است که بدن بیمار گاهی ایمپلنتهای (جایگزین) مصنوعی یا بافت استخوان شخص دیگر را نمی پذیرد. به همین دلیل و برای غلبه بر این مشکلات، دانشمندان یک طرح اروپایی موسوم به «وسکیو بون» مشغول کار روی روش درمانی جدیدی هستند.

این روش چه تفاوتی با روشهایی دارد که تاکنون به کار می رفته است؟

الیو پولینگ، محقق زیست فناوری از مرکز تحقیقاتی «ترانسلسیونال» در وورتسبورگ ایالت بایرن آلمان که با این طرح «وسکیو بون»(VascuBone) همکاری می کند، می گوید: «فایده بزرگ روش ما این است که ما از سلولهای بدن [بیمار] استفاده می کنیم. در نتیجه سیستم ایمنی بدن هیچ واکنشی نسبت به ماده خارجی نشان نمی دهد و کاملا آن را می پذیرد.» دانشمندان تلاش می کنند استخوانهای پیوندی را در آزمایشگاه رشد دهند. برای این کار، در وهله اول، روده خوک را می گیرند، تمام سلولهای آن را خارج می کنند و فقط رگهای خونی بطور کامل حفظ می شود. سپس ساختار کلاژنی با موادی که جایگزین استخوان شده است و همچنین با سلولهای بنیادی بیمار پر می شود.

ریستف روکر، محقق علوم طبیعی از مرکز تحقیقاتی در وورتسبورگ درباره دلیل استفاده از روده خوک می گوید: «روده خوک ماده مناسبی است به دلایل مختلف: اول اینکه روند موسوم به “دسلولاریزیشن” یا یاخته زدایی (decellularization)، در روده خوک به خوبی انجام می گیرد. دومین نکته به خاطر اندازه مناسب آن است: چون ما به دنبال پیوند و کاشت استخوان در حد چند سانتی متر هستیم. این ریزدانه ها بتا تری کلسیم فسفات (ماده موسوم به جایگزین استخوان) است که درون آن ها سلول های بنیادی که از مغز استخوان بیمار گرفته شده، کاشته می شود.»

در مرحله آخر، کار پیوند در انکوباتور انجام می شود که در آن شرایط لازم برای رشد استخوان فراهم است. پژوهشگران ابزارها و مواد فراوانی برای درمان آسیب های مختلف استخوان در سنین مختلف به بار آورده اند.

کریستوف روکر، دانشمند علوم طبیعی از مرکز تحقیقاتی «وورتسبورگ» می گوید: «ما آزمایش های پیش بالینی را انجام دادیم و امیدواریم بتوانیم تا پایان سال، آزمایش های بالینی را با موفقیت آغاز کنیم. اگر نتیجه آزمایش همان باشد که می خواهیم، این روش را در درمانگاه ها به کار خواهیم گرفت.» محققان این طرح می خواهند در آینده روی روشی کار کنند که با آن بتوان جایگزین استخوان را با چاپگر سه بعدی ساخت.

دوریس اشتاین مولر، فیزیکدان که با طرح اروپایی همکاری می کند می گوید : «در آینده جراح می تواند در درمانگاه چاپگر سه بعدی داشته باشد و درست پس از اسکن ام آر آی، برای بیمار جایگزین برای درون بدن او درست کند در نتیجه هر بیمار “درون کاشته شخصی” که برای او ساخته شده است را دریافت خواهد کرد.»

محققان روی این طرح کار می کنند که از ترکیب سرامیک و پلیمر با نانوذرات الماس بتوانند با چاپگر سه بعدی جایگزین استخوان به هر اندازه و شکلی که لازم باشد بسازند.