پانسمان زخم دیابتی توسط سلول‌های بدن انسان ساخته شد

داده‌های «انجمن دیابت آمریکا» نشان می‌دهند که دیابت بیش از ۴۰ میلیون نفر را فقط در این کشور تحت تأثیر قرار داده است. این بیماری مزمن برای بسیاری از افراد به معنای یک عمر درد است، زیرا بدتر شدن گردش خون به بروز زخم‌های التیام‌نیافته در اندام‌ها به ویژه در پا و ساق پا منجر می‌شود.

به نقل از مدیکال‌اکسپرس، مشکلاتی مانند التهاب مزمن، مشکل در تشکیل مویرگ‌های حامل مواد مغذی و سلول‌های ایمنی بیش از حد فعال که به بافت در حال بهبود حمله می‌کنند، همگی با یکدیگر ترکیب می‌شوند تا زخم‌های دیابتی پا را به یکی از دشوارترین زخم‌ها برای درمان تبدیل کنند. تحلیلی که در سال ۲۰۲۴ در «International Wound Journal» منتشر شد، نشان داد که ۳۱ درصد از بیماران مبتلا به دیابت در نهایت به قطع عضو مجبور خواهند شد.

درمان‌هایی برای زخم‌های دیابتی پا وجود دارند، اما از معایب متعددی رنج می‌برند. مواد طبیعی اغلب برای بهبود زخم بهتر از مواد مصنوعی عمل می‌کنند و استفاده از محصولات بیولوژیکی به‌دست‌آمده از اهداکنندگان را تشویق می‌کنند.

امروزه رایج‌ترین مواد از پوست خوک یا جسد انسان به دست می‌آیند و برای حذف سلول‌ها فرآوری می‌شوند. با وجود این، محصولات به‌دست‌آمده از خوک می‌توانند به رد درمان یا حساسیت سیستم ایمنی منجر شوند. بافت‌های اهدایی انسان نیز محدود هستند و اغلب از اهداکنندگان مسن با ظرفیت بازسازی پایین‌تر تهیه می‌شوند. علاوه بر این، تنوع در اهداکنندگان می‌تواند به ایجاد ناهماهنگی و تطابق مکانیکی ضعیف با بافت بیمار منجر شود که ممکن است روند بهبودی را کند سازد یا سیستم ایمنی بیمار را برای حمله به ساختارهایی که برای کمک به بهبودی در نظر گرفته شده‌اند، تحریک کند. همچنین، این درمان‌ها می‌توانند به ایجاد جای زخم منجر شوند.

دکتر «فنگ ژائو»(Feng Zhao)، استاد مهندسی پزشکی در «دانشگاه تگزاس ای اند ام»(Texas A&M) گفت: وقتی در محصول خود سلول دارید، همیشه مشکلاتی وجود خواهد داشت. حمل‌ونقل و ذخیره‌سازی می‌تواند انواع مشکلات را ایجاد کند. از آنجا که سلول‌ها از اهداکنندگان می‌آیند، پوست پیرتر است و خاصیت احیاکنندگی آن کاهش می‌یابد. سایر محصولات، مواد بیولوژیکی را از حیوانات می‌گیرند، اما همیشه خطر انتقال عامل بیماری‌زا یا رد شدن توسط سیستم ایمنی وجود دارد.

ژائو و همکارانش روی یک راه‌حل احتمالی کار می‌کنند. این راه‌حل، یک پانسمان زخم جدید است که از مواد ساخته‌شده‌ توسط سلول‌های انسانی - بدون در نظر گرفتن خود سلول‌ها - استفاده می‌کند. ژائو گفت: ما برای این بازسازی از یک ماده بیولوژیکی به دست‌آمده از سلول‌های انسانی به نام «ماتریکس خارج سلولی درهم‌تنیده» استفاده می‌کنیم. اگر این مواد را از سلول‌های انسانی تولید کنید، منبع نامحدودی وجود دارد. وقتی از سلول‌های مهندسی‌شده استفاده می‌کنید، کیفیت پایدارتری خواهید داشت.

پژوهشگران در این پروژه، روشی را برای هدایت سلول‌های پرورش‌یافته در آزمایشگاه به منظور تولید ساختارهایی دقیقاً مشابه ساختارهای موجود در پوست انسان توسعه داده‌اند. ژائو گفت: ما برای سلول‌ها یک چارچوب را مانند پی یک خانه فراهم می‌کنیم. سپس، سلول‌ها به آن ساختار واکنش نشان می‌دهند و خانه را می‌سازند. اگر فقط یک سطح صاف به سلول‌ها بدهید، آنها به طور تصادفی رشد می‌کنند و ساختار سازمان‌یافته‌ مورد نیاز را به وجود نمی‌آورند. با دادن یک چارچوب اولیه به سلول‌ها، ما آنها را راهنمایی می‌کنیم تا ساختاری را که به دنبالش هستیم، بسازند.

پس از ایجاد ساختارها، پژوهشگران می‌توانند سلول‌های انسانی سازنده آنها را به طور کامل حذف کنند و خطر ناسازگاری بیومکانیکی یا واکنش سیستم ایمنی را از بین ببرند. ژائو گفت: ما از مواد شوینده برای شستن کامل آنها استفاده می‌کنیم. وقتی سلول‌ها ساختار را ساختند، آنها را بیرون می‌اندازیم. سپس، این ساختار را داریم تا سلول‌های بدن را سازماندهی کند. در نهایت، سلول‌ها بازسازی می‌شوند و بافت طبیعی جای آنها را می‌گیرد. ما فقط ساختار را در آنجا داریم تا سلول‌های بدن را سازماندهی کند و به آنها امکان دهد که ساختار را ترمیم کنند. سپس مواد ما به تدریج ناپدید می‌شوند و بافت طبیعی جای آنها را می‌گیرد.

این سلول‌های انسانی و مواد تولیدشده توسط آنها در حال حاضر در ظروف آزمایشگاهی کشت می‌شوند که تولید را محدود می‌کنند و می‌تواند به تنوع بین گروه‌ها بینجامند. ژائو قصد دارد با استفاده از آکتورهای زیستی که قادر به ارائه چارچوب پایه و محیط مکانیکی مناسب هستند و سلول‌ها را به سمت ساخت ساختارهای یکنواخت هدایت می‌کنند، تولید را افزایش دهد. این روش، امکان تولید سریع‌تر و مواد سازگارتر و استانداردتر را فراهم می‌کند.

این پژوهش در مجله «Acta Biomaterialia» به چاپ رسید.