محققان کشور با بررسی اثرات مکانیکی-زیستی بر سلول‌های پیش‌ساز استخوانی در صدد تولید زیست-مواد جایگزین استخوان هستند.
به گزارش پایگاه خبری تحلیلی فناوری و نوآوری؛ جایگزین‌های سنتتیک برای درمان نقایص استخوانی مورد توجه بسیار هستند. داربست‌هایی که با بازسازی شرایط فیزیکی، شیمیایی و زیستی استخوان به تمایز سلول‌های پیش‌ساز استخوانی و بهبود فیزیولوژیک نقایص کمک می‌کنند. پژوهش‌ها نشان داده‌اند که نانوتوپوگرافی (جایگیری فضایی در ابعاد نانو) و سختی Stiffness) مهمترین ویژگی‌های فیزیکی موثر بر سرنوشت سلول هستند.
با این وجود روش‌های مرسوم برای تولید و پیرایش نانوفایبرها (ریزلوله‌هایی در ابعاد نانو) در کنترل این دو مسئله مهم ناتوان است. به همین علت اثر توپوگرافی و سختی بر تنظیم تمایز استخوانی در نانوفایبرها به‌طور کامل بررسی نشده است.
در همین راستا، محققان در پژوهشگاه رویان، دانشگاه امیرکبیر و دانشگاه علوم پزشکی اوترخت هلند، طی پژوهشی به بررسی ویژگی‌های فیزیکی ریزلوله‌های چند وجهی کاربردی کربن (F-MWCNTs) لود شده بر روی نانوفایبرهای پلی کاپرولاکتون (PCL) پرداختند و همچنین ارزیابی کردند که چگونه این ساختارها موجب تفاوت‌های فنوتیپی در پیش‌سازهای سلول‌های استخوانی می‌گردد.
تغییرات در ویژگی‌های مواد به‌وسیله میکروسکوپ الکترونی با وضوح بالا، جذب پروتئینی و آزمون های کششی ارزیابی شد. همچنین اثر ساختارهای تولیدشده بر تمایز سلول‌های بنیادی مزانشیمی به سلول‌های استخوانی با بررسی بیان ژن مورد سنجش قرار گرفت.
نتایج این پژوهش که در مجله بین‌المللی Materials Science & Engineering C به چاپ رسیده است، نشان داد، استفاده از F-MWCNT به صورت مستقل سختی نانوفایبرهای PCL را بر حسب غلظت F-MWCNTs استفاده شده، کنترل می‌کند. همچنین نتایج نشان داد تفاوت در سختی و توپوگرافی باعث فعال شدن مسیرهای پیام‌رسان متفاوتی در استخوان‌سازی سلول‌های پیش‌ساز می‌شود.
نتایج این پژوهش می‌تواند به درک بهتر اثرات مکانیکی-زیستی بر سلول‌های پیش‌ساز استخوانی کمک کند که منجر به بهبود تولید زیست-مواد جایگزین استخوان خواهد شد.
این تحقیقات توسط دکتر باغبان اسلانی نژاد، فاطمه جهان‌مرد، محمد امانی و همکارانشان انجام گرفته است.
