استفاده از نانوذرات جهت هدایت تمایز سلول‌های بنیادی مزانشیمال به سلول‌های استخوانی

به گزارش صنعت نیوز، محققان نانوذرات چارچوب آلی کووالانسی دوبعدی (COF) پایدار در برابر آب را توسعه داده‌اند که می‌توانند تمایز سلول‌های بنیادی مزانشیمی انسان را به سلول‌های استخوانی هدایت کنند.
 

توجه پژوهشی قابل‌ملاحظه‌ای به COF‌های دوبعدی - پلیمر‌های آلی متخلخل - به دلیل کریستالی بودن، ساختار متخلخل منظم و قابل تنظیم و سطح ویژه بالای آن‌ها شده است. بااین‌حال، دشواری پردازش COF‌ها به موادی با سایز نانو - همراه با پایداری ضعیف آن‌ها - کاربرد آن‌ها را در پزشکی بازساختی و دارورسانی محدود کرده است. نیاز به رویکرد‌های جدیدی وجود دارد که این COF‌ها را باثبات فیزیولوژیکی کافی تهیه کرده و درعین‌حال زیست‌سازگاری آن‌ها را حفظ کند.
 

تیم Gaharwar پایداری هیدرولیتیک (آب) COF‌ها را با ادغام آن‌ها با پلیمر‌های آمفیفیلیک که درشت مولکول‌هایی هستند که شامل اجزای آب‌گریز و آب‌دوست هستند، افزایش داده‌اند. این رویکرد که قبلاً گزارش نشده است، به COF‌ها قابلیت پراکندگی آب می‌دهد و کاربرد زیست‌پزشکی این نانوذرات را ممکن می‌سازد.
 

Gaharwar گفت: "تا جایی که ما می‌دانیم، این اولین گزارشی است که توانایی COF‌ها را برای هدایت سلول‌های بنیادی به سمت بافت استخوانی نشان می‌دهد. " این فناوری جدید پتانسیل تأثیرگذاری بر درمان بازسازی استخوان را دارد.
 

محققان دریافتند که COF‌های دوبعدی حتی در غلظت‌های بالاتر، بر روی زنده ماندن و تکثیر سلول تأثیر نمی‌گذارند. آن‌ها مشاهده کردند که این COF‌های دوبعدی خاصیت زیست فعالی را بروز می‌دهند و سلول‌های بنیادی را به سمت سلول‌های استخوانی هدایت می‌کنند. مطالعه اولیه نشان داد که شکل و اندازه این نانوذرات می‌تواند این زیست‌فعالی را ایجاد کند و مطالعات عمیق بیشتری برای بینش مکانیکی باید انجام شود.
 

این نانوذرات بسیار متخلخل هستند و تیم Gaharwar از این ویژگی منحصربه‌فرد برای تحویل دارو استفاده کرده است. آن‌ها توانستند یک داروی القاکننده استخوان به نام دگزامتازون را در ساختار متخلخل COF بارگذاری کنند تا استخوان‌سازی را بیشتر تقویت کنند.
 

سوکانیا بونیا، نویسنده ارشد این مطالعه و دستیار فوق دکتری در بخش مهندسی زیست‌پزشکی، گفت: «این نانوذرات می‌توانند تحویل دارو‌ها به سلول‌های بنیادی مزانشیمی انسان را که معمولاً در بازسازی استخوان استفاده می‌شوند، طولانی‌تر کنند.» تحویل مداوم دارو منجر به افزایش تمایز سلول‌های بنیادی به سمت دودمان استخوانی شد و این تکنیک می‌تواند برای بازسازی استخوان استفاده شود.
 

این یافته‌ها برای طراحی آینده زیست مواد مهم هستند و می‌توانند دستورالعمل‌هایی را برای بازسازی بافت و کاربرد‌های دارورسانی ارائه دهند. نتایج این پژوهش در مجله Advanced Healthcare Materials منتشر شد.