چند گام تا تجاری‌سازی پروژه دانشگاهی باقی است

ترمیم دندان‌ها و استخوان‌ها با ضایعات زیستی

۱۳۹۶/۰۷/۲۴ - ۱۲:۲۴ - کد خبر: 227272
ترمیم دندان‌ها و استخوان‌ها با ضایعات زیستی

سلامت نیوز:استفاده از پروتزهای فلزی برای ترمیم آسیب‌های وارد شده به دندان و استخوان قدمت زیادی دارد. اگرچه این پروتزها از استحکام بالایی برخوردارند ولی به دلیل عدم‌اتصال به بافت‌های اطراف پس از مدتی دچار شل‌شدگی یا حتی عفونت می‌شوند که پزشک را مجبور می‌کند پروتز را از بدن بیمار خارج کند.

به گزارش سلامت نیوز،فرهخیتگان نوشت: ابتدا خودتان را معرفی کنید و رشته تحصیلی و اینکه چه نقشی در این پروژه تحقیقاتی داشته‌اید را توضیح بدهید.

فاطمه مهندس، فارغ‌التحصیل دکتری شیمی از دانشگاه کاشان هستم. این پروژه در سال ۱۳۹۴ به عنوان طرح تحقیقاتی‌ام در مقطع پسادکتری به سرپرستی عبدالرضا سیم‌چی در دانشگاه صنعتی‌شریف انتخاب شد. به دلیل اهمیت‌ موضوع طرح و کاربرد وسیع نانوساختارهای هیدروکسی آپاتیت برای ترمیم آسیب‌های وارد شده به دندان و استخوان، در حال حاضر این طرح در یک تیم تحقیقاتی متشکل از دندانپزشکان، استادان و مهندسان حوزه علم مواد در حال تحقیق و توسعه است.

هدف‌تان از شروع طرح ساخت مواد ترمیم‌کننده دندان و استخوان با ضایعات زیستی چه بوده است؟

استفاده از پروتزهای فلزی برای ترمیم آسیب‌های وارد شده به دندان و استخوان قدمت زیادی دارد. اگرچه این پروتزها از استحکام بالایی برخوردارند ولی به دلیل عدم‌اتصال به بافت‌های اطراف پس از مدتی دچار شل‌شدگی یا حتی عفونت می‌شوند که پزشک را مجبور می‌کند پروتز را از بدن بیمار خارج کند. با توجه به این محدودیت‌ها، استفاده از مواد پیشرفته با قابلیت تحریک سلول‌ها برای تشکیل استخوان جدید در محل آسیب‌دیده بسیار مورد توجه محققان قرار گرفته است. از این رو، گروه تحقیقاتی ما با توجه به اهمیت این موضوع بر آن شد با ایده گرفتن از طبیعت در این راستا تحقیقات خود را توسعه بخشد. استفاده از ضایعات زیستی به عنوان مواد اولیه ساخت محصول این طرح علاوه بر اینکه از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه است، باعث حفظ و انتقال مواد مفید و موثر از طبیعت به بدن انسان به منظور درمان بیماری‌ها نیز می‌شود.

ضایعاتی که در این طرح استفاده می‌شوند از چه موادی هستند و چگونه به ترمیم دندان و استخوان کمک می‌کنند؟

ضایعاتی مانند دورریز استخوان حیواناتی چون گاو، گوسفند و ماهی، دندان‌های کشیده شده انسان، موجودات دریایی مانند صدف‌ها و مرجان‌ها و حتی پوست تخم ماکیان به عنوان مواد اولیه انتخاب شده و پس از انجام مراحل استریل با روش‌های حرارتی و شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این ضایعات به‌طور مستقیم برای ترمیم دندان و استخوان استفاده نمی‌شوند؛ بلکه ترکیبات کلسیم‌فسفات موجود در آنها ابتدا استخراج شده و پس از فرآوری مورد استفاده قرار می‌گیرند. هیدروکسی آپاتیت که فرآورده نهایی حاصل از این ضایعات است، می‌تواند به‌تنهایی یا به همراه مواد پلیمری در درمان آسیب‌های وارد شده به دندان و استخوان استفاده شود. هیدروکسی آپاتیت با تامین کلسیم و فسفر برای سلول‌های استخوان‌ساز، این سلول‌ها را تحریک به ساخت استخوان جدید در محل آسیب دیده می‌کند.

عملکرد طرح را توضیح دهید.

در این راستا نحوه عملکرد ساختارهای مختلف از هیدروکسی آپاتیت استخراج شده از ضایعات زیستی به شکل میکرو ذره، نانوذره و نانومیله در فرآیند استخوان‌سازی در محیط آزمایشگاهی و حیوانی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایشات نشان داد که نانومیله‌های هیدروکسی آپاتیت در مقایسه با دیگر ساختارها از فعالیت زیستی بالاتر و سمیت پایین‌تری برخوردار هستند. از آنجایی که ترکیبات کلسیم فسفات موجود در استخوان و دندان هم به شکل نانومیله است، دستیابی به چنین نتایجی نشان‌دهنده عملکرد هدفمند و موفق طرح بوده است.

تحقیقات در چه مرحله‌ای قرار دارد؟

این محصول از نظر ترکیب شیمیایی، درجه خلوص، ساختار بلوری و سایر خواص فیزیکی و شیمیایی مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج آن با استانداردهای جهانی مطابقت خوبی داشته ولی همچنان کاستی‌هایی وجود دارد. تست‌های زیستی از جمله سمیت محصول در محیط آزمایشگاهی و نحوه عملکرد محصول در ترمیم آسیب‌های استخوانی و تشکیل استخوان جدید در مرحله حیوانی انجام شده و نتایج نیز موفقیت‌آمیز بوده است.

پیش‌بینی می‌کنید چه زمانی وارد بازار و فاز تجاری‌سازی شود؟

در حال حاضر، لازم است محصول برای مطابقت کامل با استانداردهای جهانی بهینه شود. ما سعی داریم علاوه‌بر ساخت هیدروکسی آپاتیت به شکل پودری، کامپوزیت‌های قابل تزریق آن را نیز تهیه کنیم؛ چون در صورت استفاده از مواد ترمیم‌کننده قابل تزریق دیگر نیازی نیست منطقه وسیعی از بافت بدن شکافته شود. پیش بینی می‌شود در صورت دریافت حمایت‌های مالی و معنوی، حداکثر تا دو سال آینده به مرحله تجاری‌سازی محصول برسیم.

این طرح چه کاربردهایی دارد و تا چه حد اثربخش است؟

کاربردهای نانوساختارهای هیدروکسی آپاتیت در حوزه‌های پزشکی، دندانپزشکی و داروسازی بسیار وسیع است؛ اما این محصول در صنایع دیگر از جمله کاتالیزورها، فیلترها، مواد شوینده و حتی ادوات دیرگداز هم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در این طرح، ساخت نانوساختارهای هیدروکسی آپاتیت جهت مصارف پزشکی و به طور ویژه برای ترمیم دندان و استخوان مورد نظر بوده است. به دلیل شباهت بسیار زیاد محصول این طرح از لحاظ ترکیب شیمیایی و ساختار با بخش معدنی استخوان و دندان، اثر مثبت آن روی سلول‌های استخوان‌ساز جهت استخوان‌سازی به مراتب بیشتر از نمونه‌های تجاری بوده است.

آیا این مواد ترمیم‌کننده نمونه خارجی هم دارد؟

بله، نمونه‌های مشابه خارجی‌ای وجود دارند که از نظر خواص و ساختار با نمونه ساخته شده در این طرح متفاوت است. آنچه هیدروکسی آپاتیت ساخته شده در این طرح را از سایر نمونه‌های خارجی متمایز می‌کند فرآیند تولید آن است. تمام روش‌های ساخت هیدروکسی آپاتیت از ضایعات زیستی بر اساس روش‌های حرارتی در دمای بالاست. حرارت بالا موجب تولید میکروذرات با فعالیت زیستی کمتر می‌شود ولی ایجاد نوآوری در فرآیند ساخت هیدروکسی آپاتیت از ضایعات زیستی در دمای پایین موجب تولید نانومیله‌ها با فعالیت زیستی بالاتر می‌شود که در این طرح به این مهم نائل شده‌ایم.

در انتها، لازم می دانم از اساتیدی که در این مسیر بنده را همراهی و یاری کردند، تشکر و قدردانی کنم.


نظر خود را بنویسید
(ضروری)
(ضروری)
CAPTCHA Imagereload
0.47153s, 20q