کمک به رشد استخوان‌ها با نانوذرات

دانشمندان هلندی در مطالعات اولیه نشان دادند که می‌توان با اسپری کردن نانوذرات
تخته‌ای‌شکل به مواد متخلخل مورد استفاده در قالب‌سازی استخوان، استخوان‌های
چگال‌تری ساخت، همچنین آنها موفق به ساخت بافتی شده‌اند که پس از کاشتن، خطر رد
پیوند ندارد.

این محققان برای رشد استخوان‌های جدید، سلول‌های استخوانی را در موادی متخلخل و
زیست‌تجزیه‌پذیر به نام اسکافولد قرار دادند که به‌عنوان قالب استخوانی استفاده
می‌شد، این کار سلول‌های دارای خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مناسب را وادار به ساخت
استخوان جدیدی می‌کند. اسکافولد پس از تجزیه شدن، جای خود را به استخوان جدیدی
می‌دهد.

آنتونیوس مایکوس، رئیس این گروه، می‌گوید:”یک اسکافولد باید متخلخل، غیر سمی و
زیست‌تجزیه‌پذیر باشد و در عین حال توانایی تحمل استخوانی را داشته باشد که به جایش
قرار می‌گیرد. تحقیقات گذشته نشان داده که نانولوله‌های کربنی این مقاومت را به
پلیمرهای اسکافولد می‌دهند؛ اما این اولین مطالعه‌ای است که عملکرد این مواد را در
یک مدل حیوانی بررسی می‌کند.”

در این مطالعه محققان دو نوع اسکافولد را در خرگوش کاشتند: نوع اول از پلاستیکی
زیست‌تجزیه‌پذیر به‌نام پلی‌پروپیلن‌فرمات(PPF) ساخته شد که با توجه به مطالعات
قبلی انتخاب شده بود؛ نوع دوم هم از ۵/۹۹ درصد PPF و ۵/۰ درصد نانولوله‌های کربنی
تک‌دیواره ساخته شد. قطر این نانولوله‌های ۸۰ هزار برابر نازک‌تر از تار مو، و طول
آنها معمولاً هزار برابر قطر آنهاست؛ اما در اینجا از لوله‌های کوتاه‌تری استفاده
شد، زیرا در مطالعات قبلی سازگاری بهتری با سلول‌ها داشتند.

نیمی از نمونه‌ها چهار هفته، و نیم دیگر دوازده هفته بعد از کاشتن آزمایش شدند. در
حالی که بعد از چهار هفته تفاوت چندانی مشاهده نشده بود، بعد از دوازده هفته نسبت
رشد درونی استخوان‌ها با نانولوله‌های کامپوزیتی، سه برابر رشد با PPF بود و بعد از
دوازده هفته حدود دو سوم اسکافولدهای کامپوزیتی بافت استخوانی بودند، این در حالی
بود که تنها یک پنجم PPF را بافت استخوانی تشکیل می‌داد.

مایکوس می‌گوید:”نانوکامپوزیت‌ها فراتر از انتظار عمل کردند. نتایج نشان می‌دهد که
آنها از حالت کمک‌کننده منفعل خارج شده، نقش فعالی را در بهبود رشد استخوان ایفا
می‌کنند. ما ساز و کار دقیق این افزایش تولید را نمی‌دانیم، اما مطالعات متمرکزی
برای شناخت این پدیده در حال انجام است. دلیل این رویداد می‌تواند تغییرات شیمیایی
در سطح، قدرت و… باشد.”