توليد اندام جديد با بافت مصنوعي
با اين حال نبايد فراموش كرد كه بافتهاي موجود در بدن انسان از تركيبات بسيار زياد و پيچيدهاي برخوردار هستند كــه تــولـيــد مـجــدد آنـهــا را در مـحـيــطهــاي آزمـايـشـگـاهي و مواد تركيبي بسيار سخت ميكند. در حقيقت اين پيچيدگي نتيجهاي جز ناتواني دانشمندان در كمك به بيماران نيازمند نداشته است. با اين حال و به تازگي تحولات اميدواركنندهاي در اين زمينه روي داده است.
تيمي از دانشمندان استراليايي و كرهاي در تلاشي مشترك به سرپرستي دكتر جفري اسپينكس و جونگ كيم موفق به ارائه شيوه نويني در توليد مجدد بافتهاي مصنوعي و كاملا مشابه بافتهاي بسيار پيچيده بدن انسان شدهاند. در حقيقت كار اصلي آنها توليد مــادهاي اسـفـنــج شـكـل و بـسـيـار مـتـخـلـخـل منحصربهفرد است كه با توجه به برخورداري از ويـژگـيهـاي مـكـانـيـكـي خاص خود، از شباهت خيرهكنندهاي به مكانيك نهفته در بافتهاي نرم بدن انسان برخوردار است. اين ماده جديد دربرگيرنده شبكه گسترده و پيچيدهاي از رشتههايDNA و نانولولههاي كربني است. دانشمندان با استفاده از نانولولههاي كربني باز هم اين حقيقت علمي و پذيرفته شده را به اثبات رساندهاند كه استفاده از فناوري نانو ميتواند راهگشاي بسياري از بنبستهاي علمي و تحقيقاتي جهان باشد و اكنون نيز استفاده از آنها در طراحي و ساخت بافتهاي مصنوعي و بسيار پيچيده مشابه بافتهاي طبيعي بدن انسان اميدهاي زيادي براي ايجاد تحولي بنيادين در توليد بافتهاي زيستي ايجاد كرده است.
بافتهاي نرم نظير تاندونها، ماهيچهها و پوست قسمتهاي مختلف بدن و همچنين ساير اندامهاي مشابه ويژگي خاص و منحصربهفرد حمايتهاي مكانيكي خود را از شبكه فراسلولي به دست ميآورند كه با استفاده از انبوهي از فـيـبـرهـاي نـانـويي مبتني بر پروتئينها ساخته شدهاند. در اين شبكه ساختاري پروتئينهاي متفاوتي وجود دارند و دقيقا به واسطه همين تنوع است كه يك بافت خاص در بدن ميتواند در نقاط مختلف خود از نرمي و سفتي متفاوت و مـتـنـــوعـــي بــرخــوردار بــاشــد. ايـمـپـلـنــتهــا و ساختارهاي داربستي كه براي قرار گرفتن در بدن بيماران طراحي ميشوند بايد ضمن برخورداري از اين خاصيت مهم، ويژگيهاي ديگري نيز داشته باشند. ايمپلنتها و ساختارهاي داربستي كه براي رشد بافتهاي مختلف بدن توليد ميشوند بايد از مواد نرم و متخلخلي ساخته شده باشند كه در عين حال كه بسيار نرم و حساس هستند، طول عمر قابل توجهي نيز در بدن بيماران داشته باشند. از آنجا كه بسياري از بافتهاي زيستي كه براي بيماران مختلف ساخته ميشوند، در طول ساليان مديد فشارهاي مكانيكي زيادي را متحمل ميشوند، توجه به اين نكته بسيار مهم است كه از مواد مناسبي در ساخت آنها استفاده شود تا در شرايط مختلف فشردگي و كشيدگي خاصيت كشاني خود را از دست ندهند. در عين حال اين مواد بايد بهگونهاي باشند كه از استحكام و مقاومت بالايي برخوردار بوده و در برابر فشارهاي مكانيكي قابل توجه و ناگهاني نظير آنچه كه در تصادفات رانندگي به وقوع ميپيوندد تحمل قابل توجهي داشته باشند.
در ايــن فـنــاوري نــويــن دانـشـمـنـدان اسـتـرالـيـايـي و كـرهاي از رشتههايDNA به عنوان يك شبكه استفاده كردهاند. اين رشته نقش بسيار مهمي را ايفا ميكنند و آن چيزي نيست جز در هم تنيدن نانولولههاي كربني داربستي شكل. اين درهمتنيدگي در ميان مايع يوني صورت ميگيرد كه در شكلدهي شبكهاي از آنها و در نهايت توليد مادهاي ژل مانند نقش اصلي را بازي ميكند. اين ژل از ويژگيهاي ساختاري بسيار متمايزي برخوردار است و در حقيقت ميتوان كليد اصلي اين فناوري نوين را در همين ژل و ويژگيهاي آن دانست. از آن جمله ميتوان به اين نكته اشاره كرد كه همچون ابريشم و فيبرهاي كربني، اين ساختار ژل مانند ميتواند در صنايع مهمي نظير نساجي به كار گرفته شود. از آن گذشته زماني كه اين ساختار را در مايع مخصوصي قرار ميدهند، ميتوان از آن به عنوان رشته بسيار سختي در صنايع مختلف نظير خودروسازي نيز استفاده كرد. فيبرهاي خشكي كه با استفاده از اين ژل ساخته ميشوند، در برگيرنده نانوفيبرهايي هستند كه تنها 50 نانومتر قطر دارند. اما اين پايان كار نيست و ميتوان با ابتكارات ديگري بر قابليتهاي ساختاري اين ژل افزود. به عنوان مثال دانشمندان به اين نتيجه رسيدهاند كه ميتوان با قرار دادن اين ساختار در كلرايد كلسيم، ساختار بسيار متراكمتر و مستحكمتر به دست آورد. اين فيبرهاي اسفنجي شكل شباهت خيرهكنندهاي به شبكه فيبرهاي زيستي قسمت فراسلولي موجود در خارج از بافتهاي بدن دارند. اين فيبرها را ميتوان به راحتي گره زد و حتي به اشكال گوناگوني تغيير فرم داد. نتيجه كار چيزي نيست جز دستيابي به مادهاي منحصربهفرد كه از خاصيت كشساني فوقالعادهاي برخوردار است و در عين حال كه بسيار نرم و حساس است، از ساختار مستحكم و مطمئني نيز بهره ميبرد. نكته مهم در اين فناروي نوين برخورداري همزمان اين ماده جديد از اين دو ويژگي بسيار مهم است.
اما باز هم اين فناوري نوين ويژگيهاي جالب توجهي دارد. رسانش الكتريكي قابل توجه آن را ميتوان برگ برنده آن عنوان كرد. همين ويژگي موجب شده تا دانشمندان تنها به فكر استفاده از آن در پزشكي نوين نبوده و دامنه كاربرد آن را فراتر از تصورات فعلي عنوان كنند. به عنوان مثال استفاده از اين ماده در ساخت الكترودها با هدف به كارگيري در محركهاي مكانيكي از جمله كاربردهاي جالب توجه اين فناوري عنوان شده است. استفاده از اين فيبرها در ذخيرهسازي انرژي و طراحي و ساخت نسل جديدي از حسگرها را نيز بايد به دامنه كاربردهاي اين فناوري نوين افزود. به عنوان مثال دانشمندان با استفاده از اين ماده جديد موفق شدهاند تا حسگر بسيار پيشرفته پراكسيد هيدروژن توليد كنند كه استفادههاي گستردهاي خواهد داشت. در كل به نظر ميرسد اين فيبرهاي جديد تحولي تازه در پزشكي و صنايع الكترونيكسازي ايجاد خواهند كرد اما مهمتر از همه آنها اين است كـه بـيـمـاران در آيـنـدهاي نزديك ديگر نگراني درخصوص بافتهاي مصنوعي نخواهند داشت.
مهدي كيا