به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، گرافت‌های عروقی مهندسی بافت (TEVGs) به عنوان یک جایگزین بالقوه برای پیوندهای اتولوگ برای جایگزینی عروق خونی با قطر کوچک در طی جراحی بای پس ظاهر شده اند. بنابراین هم ترازی محوری سلول‌های اندوتلیال (ECs) و هم ترازی محیطی سلول‌های ماهیچه صاف (SMCs) برای رگ های‌خونی طبیعی عملکردی (NBVs) بسیار مهم هستند. در همین راستا محققین با سرپرستی همکار آینده ARC، پروفسور دانیل هیث و ردموند بری، پروفسور ممتاز و صندلی شاناهان در راه حل های پزشکی مرزی، آندریا اوکانر، هر دو از دپارتمان مهندسی بیومدیکال، از یک رویکرد جدید برای "مهندسی بافت" عروق خونی استفاده کردند. آنها با ترکیب مواد متعدد و فناوری‌های نوین ساخت، روشی را برای ایجاد رگ‌های خونی با هندسه های پیچیده مانند رگ‌های خونی طبیعی بدن توسعه دادند. این تحقیق در ژورنال ACS Applied Materials and Interfaces منتشر شد. دکتر تائو هوانگ از دانشگاه ملبورن و متیو میل و حازم الکاظمی، نامزدهای دکترا، و استادیار زرینا تامکینز از دانشگاه موناش نیز در تیم تحقیقاتی حضور داشتند.

رگ‌های خونی دربدن

رگ‌های خونی با حمل خون غنی از اکسیژن و مواد مغذی ضروری به تمام قسمت های بدن در حالی که محصولات سمی را از بین می برند، نقش مهمی در حفظ زندگی دارند. از سوی دیگر، بیماری و اختلال در رگ‌های خونی می‌تواند منجر به اختلالات تهدید کننده زندگی مانند حملات قلبی، سکته مغزی و آنوریسم شود و بیماری‌های قلبی عروقی را به قاتل شماره یک در جهان تبدیل کند.

بیماری‌های قلبی عروقی (CVDs) و مهندسی بافت

بیماری‌های قلبی عروقی (CVDs) عامل اصلی مرگ و میر در سراسر جهان هستند. باریک شدن یا انسداد رگ‌های خونی اختلالاتی هستند که باعث کاهش جریان خون و آسیب بافتی به دلیل تأمین ضعیف مواد مغذی می‌شوند. انتظار می‌رود مرگ و میر سالانه ناشی از بیماری‌های قلبی عروقی تا سال 2030 به 23.3 میلیون نفر در سراسر جهان افزایش یابد. تغییر در سبک زندگی، از جمله یک رژیم غذایی سالم و متعادل، می‌تواند برای پیشگیری از CVD کافی باشد. با این حال، مداخله جراحی و دارویی اغلب مورد نیاز است. از جراحی های اندوواسکولار، از جمله آنژیوپلاستی، می‌توان برای کاهش این بیماری‌ها استفاده کرد. با این حال، جراحی‌های مرسوم با استفاده از ورید صافن اتولوگ، شریان‌های رادیال، یا پیوند شریان پستانی داخلی - که یک بای پس برای بازگرداندن جریان خون طبیعی ایجاد می‌کنند، اغلب مورد نیاز است. مطالعات زیادی با هدف درمان اختلالات عروقی از طریق استفاده از پیوند عروقی انجام شده است و کارایی آنها در مدل‌های حیوانی و بیماران انسانی نشان داده شده است. در برخی از بیماران و به ویژه در افراد مسن، ممکن است استفاده از گرافت اتولوگ امکان پذیر نباشد. در نتیجه، فن آوری‌های جدید، مانند مهندسی بافت، شروع به توسعه کرده اند. بنابراین پیوند عروقی مهندسی بافت (TEVGs) به عنوان یک درمان بالینی امیدوارکننده برای این بیماران است.

تاریخچه مهندسی بافت برای ایجاد گرافت‌های عروقی

بیش از 50 سال است که مواد مصنوعی برای ایجاد گرافت‌های عروقی مورد مطالعه قرار گرفته اند. در اواسط قرن گذشته، پیوندهای عروقی با استفاده از دو نوع مواد مصنوعی توسعه یافتند: پلی تترا فلوئورواتیلن (PTFE، Teflon®) و پلی اتیلن ترفتالات (PET، Dacron®). نتایج امیدوارکننده ای در جایگزینی آئورت- ایلیاک و در شریان‌هایی با قطر متوسط (6-8 میلی متر) به دست آمده است. با این حال، این مواد به دلیل تشکیل ترومبوز یا نرخ باز بودن ضعیف نتایج رضایت بخشی در پیوندهای با کالیبر کوچک ایجاد نکرده اند. واینبرگ و بل اولین TEVG طراحی شده با مواد بیوسنتزی را در سال 1986 ایجاد کردند که از لوله های ژل کلاژن و کشت سلول‌های عروقی، مانند سلول‌های اندوتلیال آئورت گاوی (EC)، سلول‌های ماهیچه صاف (SMCs) و فیبروبلاست‌های adventitia  ایجاد شد. با این حال، یکی از مشکلاتی که محققان با آن مواجه شدند این بود که گرافت‌های عروقی از فشار شریانی پشتیبانی نمی‌کردند. برعکس، استفاده از مواد تجزیه ناپذیر ممکن است اثرات مضری در موجودات داشته باشد . بنابراین بسیاری از چالش‌هایی که مانع توسعه پیوند عروقی می‌شد، به‌ویژه در دهه گذشته برطرف شده‌اند. با این وجود، هنوز جنبه‌های زیادی وجود دارد که باید بهبود یابند و مشکلاتی برای تضمین استفاده ایمن از آنها باید حل شوند.

راه‌حل تحول‌آفرین برای بیماری‌های قلبی عروقی

پروفسور هیث گفت که محققان در سراسر جهان سال هاست در تلاش برای تکمیل مهندسی بافت رگ‌های خونی هستند. پروفسور هیث گفت: «روش‌های کنونی کند هستند، به تجهیزات تخصصی و گران‌قیمتی مانند بیوراکتورها نیاز دارند، زیرا سایرروش‌ها توان عملیاتی پایینی دارند ( به این معنی که تأمین منابع مورد نیاز کشتی‌های مهندسی شده دشوار است». با ترکیب مواد متعدد و فناوری‌های ساخت، این تکنولوژی ترکیبی ما را به آینده‌ای نزدیک‌تر می‌کند که در آن آینده "رگ‌های خونی مهندسی شده به یک راه‌حل تحول‌آفرین برای بیماری‌های قلبی عروقی، به‌ویژه برای بیمارانی که فاقد عروق اهداکننده مناسب هستند، تبدیل می‌شود.»

غلبه بر محدودیت‌های جراحی بای پس

در حالی که جراحی بای پس یک جایگزین نجات دهنده برای جایگزینی رگ‌های خونی به شدت آسیب دیده است، ولی محدودیت‌هایی دارد، به ویژه برای کانال‌های خونی با قطر کمتر مانند شریان کرونر. زیرا پیوندهای مصنوعی غیر زنده می‌توانند باعث لخته شدن و انسداد خون شوند و در برخی شرایط عملکرد آنها را مختل می‌کند. در نتیجه، بیمارانی که به دلیل جراحی‌های گذشته یا بیماری‌های همراه مانند دیابت گزینه‌های محدودی دارند، با مشکلات قابل توجهی مواجه می‌شوند. برای غلبه بر این محدودیت‌ها، محققان در حال توسعه رگ‌های خونی «با مهندسی بافت» که از سلول‌ها و بافت‌های انسانی ساخته شده‌اند، بررسی کردند. این عروق ایجاد شده پتانسیل درمان بیماری های قلبی عروقی و همچنین ساختن منبع خون داخلی برای ایجاد بافت های بزرگتر را دارند.

ساخت سریع و ارزان رگ‌های خونی

پروفسور اوکانر گفت این تحقیق گامی هیجان انگیز در توانایی دانشمندان برای مهندسی رگ‌های خونی انسان است. اکنون می‌توانیم با استفاده از بافت زنده‌ای که خواص مکانیکی مناسبی دارد و جهت‌گیری سلولی داخلی‌ترین لایه رگ‌های خونی را تقلید می‌کند، رگ‌های خونی را به سرعت و ارزان بسازیم. در حالی که رگ‌های خونی مهندسی شده هنوز برای جراحی بای پس آماده نشده اند، اما این یافته‌ها پیشرفت قابل توجهی را در زمینه مهندسی بافت نشان می‌دهد.

پایان مطلب/.