زیرلایه‌ای برای افزایش سرعت ترمیم استخوان

پژوهشگران دانشگاه ایالتی اوهایو موفق به ارائه پوششی شدند که می‌تواند جوش خوردن استخوان‌های شکسته را تسریع کند. این گروه تحقیقاتی دریافته است که وجود یک زیرلایه نانومقیاس حاوی الگوهای ویژه، می‌تواند سرعت رشد سلول‌های استخوانی را افزایش دهد. این لایه نازک از جنس سیم‌های اکسید فلزی است.

پژوهشگران این پروژه هنگام تست این پوشش دریافتند که سلول‌های روی آن ۸۰ درصد سریع‌تر از دیگر زیرلایه‌ها رشد می‌کنند. این گروه روش ساخت این سیم‌ها را در قالب مقاله‌ای در نشریه Ceramics International به چاپ رساندند.

شیخ اکبر از محققان این پروژه می‌گوید: «چیزی که درباره این روش جالب است آن است که نیاز به خم کردن نانوسیم برای ایجاد آلیاژ یا شکل ویژه‌ای از فلز نیست. این ساختار با مهندسی فرآیند رشد داده می‌شود به شکلی که ترکیبی از مواد و گازها درون گروه قرار داده شده و در نهایت محصول مورد نظر ایجاد می‌شود.»

در دمای ۱۳۰۰ درجه فارنهایت، رشته‌های نازک اکسید تیتانیوم روی زیرلایه‌ای از جنس تیتانیوم رشد می‌کند. اتفاق جالبی در این فرآیند رخ می‌دهد که محققان دلیل آن را نمی‌دانند: یک پوشش محافظ از جنس اکسید آلومینیوم روی این رشته‌ها ایجاد می‌شود. اگر در کوره ترکیبات آلومینیومی وجود داشت، تشکیل این لایه دور از انتظار نبود اما محققان از تیتانیوم خالص برای این کار استفاده کردند.

در این پژوهش محققان، سلول‌های استخوان را روی سه سطح مختلف رشد دادند: تیتانیوم صاف، دی‌اکسید تیتانیوم صاف و فرش نانوسیمی. ۱۵ ساعت بعد از شروع تست محققان دریافتند که سلول‌های رشد یافته روی فرش نانوسیم بیشتر از زیرلایه‌های دیگر است که این امر موجب شده تا ترشح آنزیم‌های فسفاته در این زیرلایه ۲۰ درصد بیشتر باشد. در پایان این پژوهش محققان موفق شدند ۹۰ هزار سلول در هر سانتیمتر مربع فرش نانوسیمی رشد دهند، این درحالی است که روی زیرلایه‌های دیگر تنها ۵۰ هزار سلول رشد کرده بود، این ارقام به این معناست که رشد سلول‌ها روی زیرلایه نانوسیمی ۸۰ درصد بیشتر خواهد بود.

محققان این پروژه معتقداند که این پروژه می‌تواند به بیمارانی که دچار شکستگی استخوان هستند کمک کند تا به سرعت بهبود یابند. اکبر می‌گوید: «با ۱۰۰ دلار می‌توان به قدر کافی فلز خرید تا ده‌ها نمونه از این فرش نانوسیمی تولید کرد.»