به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، بیماری‌های قرنیه که می‌توانند منجر به نقصان بینایی قابل توجه و از دست دادن بینایی شوند، یک مشکل سلامتی مهم در سطح جهانی هستند. هدف این بررسی مطالعه کاربرد جدید داربست‌های زیستی در درمان‌های سلول بنیادی و بازساختی برای درمان اختلالات قرنیه است. مطالعات فعلی نشان می‌دهند که مواد آلی و مصنوعی داربست‌های زیستی را ایجاد می‌کنند که ساختار ذاتی قرنیه را تقلید می‌کنند و به چسبندگی، رشد و تخصصی شدن سلول‌های بنیادی کمک می‌کنند. روش‌های پیشرفته مانند الکترواسپینینگ، چاپ سه بعدی زیستی و تغییر سطح برای بهبود ویژگی‌های داربست گزارش شده است. این داربست‌های زیستی به طور قابل توجهی بقا سلول‌های بنیادی را بهبود بخشیده‌اند و به بازسازی بافت قرنیه در هر دو آزمایش آزمایشگاهی و حیوانات زنده کمک می‌کنند. علاوه بر این، تلفیق فاکتورهای رشد و ترکیبات فعال زیستی در داخل داربست‌ها می‌تواند یک محیط مناسب برای بازسازی قرنیه را ترویج دهد. به طور خلاصه، پیشرفت این داربست‌های زیستی انقلابی، یک استراتژی امیدوارکننده برای بازسازی قرنیه ارائه می‌دهد که دارای پتانسیل بهبود نتایج برای افراد مبتلا به اختلالات قرنیه است. این مطالعه امکان استفاده از زمینه‌های علم بیومواد و درمان سلول بنیادی را برای رفع نیازهای پزشکی که هنوز در زمینه چشم پزشکی برآورده نشده‌اند را برجسته می‌کند.
داربست‌های زیستی در بازسازی قرنیه
داربست‌های زیستی برای تقلید از ماتریکس خارج سلولی (ECM) بومی قرنیه طراحی شده‌اند و یک محیط مناسب برای چسبندگی، تکثیر و تمایز سلول را فراهم می‌کنند. پیشرفت‌های اخیر در طراحی داربست به طور قابل توجهی اثربخشی آن‌ها را بهبود بخشیده است. اثربخشی داربست‌های زیستی قرنیه به چند عامل اساسی بستگی دارد که برای اطمینان از بازسازی بافت کافی و ترمیم بافت‌های قرنیه و احتمالاً بازگرداندن عملکرد بینایی هر زمان که ممکن باشد ضروری هستند. اول از همه، ماده مورد استفاده برای داربست زیستی باید به گونه‌ای زیست سازگار باشد که تا حد ممکن از واکنش‌های ایمنی و/یا التهابی نامطلوب جلوگیری کند.
تکنیک‌های ساخت
تکنیک‌های ساخت داربست زیستی متفاوت برای تکرار میکرو محیط پیچیده قرنیه در دسترس هستند. به طور خاص، تکنیک‌های متفاوتی برای ایجاد داربست‌های زیستی وجود دارد که به رشد سلول‌های بنیادی و بازسازی بافت کمک می‌کنند. تکنیک‌های ساخت اصلی مورد استفاده برای ایجاد داربست‌های زیستی الکترواسپینینگ، چاپ سه بعدی زیستی، فرمولاسیون هیدروژل و دسلولاریزاسیون هستند.
الکترواسپینینگ
الکترواسپینینگ یک تکنیک است که به تولید داربست‌ها اجازه می‌دهد. داربست‌هایی که تشکیل می‌شوند ظاهراً ساختار ECM را تقلید می‌کنند و قادر به ترویج چسبندگی و تکثیر سلول هستند. برای انجام الکترواسپینینگ، ایجاد یک میدان الکتریکی با ولتاژ بالا ضروری است. این میدان الکتریکی به یک محلول پلیمری اعمال می‌شود و منجر به تشکیل الیاف پیوسته می‌شود که روی یک بستر هدف جمع‌آوری می‌شوند.
چاپ سه بعدی زیستی
چاپ سه بعدی زیستی یک تکنیک است که بر اساس قرار دادن، لایه به لایه، بیو جوهرها (مخلوط سلول‌ها و بیومواد) است که به ساخت داربست‌های سه بعدی با ویژگی‌های ساختاری خاص اجازه می‌دهد. این تکنیک به ترتیب فضایی انواع متفاوت سلول‌ها در داخل یک داربست منفرد اجازه می‌دهد و تلاش می‌کند ساختار پیچیده قرنیه را تقلید کند. 
فرمولاسیون‌های هیدروژل 
فرمولاسیون‌های هیدروژل بسترهای بسیار هیدراته‌ای ایجاد می‌کنند که امکان کپسوله‌سازی و تحویل انواع مختلف سلولی را فراهم می‌کند. ژلاتینه شدن in situ تکنیکی است که بر اساس تشکیل هیدروژل مستقیماً در محل هدف استوار است. این تکنیک همچنین امکان ارائه یک داربست حمایتی برای رشد سلول را فراهم می‌کند. هیدروژل‌ها را می‌توان از پلیمرهای طبیعی یا مصنوعی که از طریق پیوند متقابل فیزیکی یا شیمیایی ژلاتینه می‌شوند، تشکیل داد. 
ادغام سلول‌های بنیادی و بیوداربست‌ها
سلول‌های بنیادی، به ویژه سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSCs) و سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSCs)، به دلیل توانایی آنها در تمایز به انواع مختلف سلول‌های قرنیه، دارای پتانسیل بالایی برای بازسازی قرنیه هستند.
سلول‌های بنیادی لیمبال (LSC)
سلول‌های بنیادی لیمبال (LSCs) برای حفظ اپیتلیوم قرنیه ضروری هستند. بیوداربست‌ها را می‌توان برای گسترش و تحویل LSCs به سطح قرنیه آسیب دیده استفاده کرد و بدین ترتیب بازسازی را ترویج داد و از ایجاد اسکار جلوگیری کرد. در مطالعه‌ای توسط محققان داربست‌های کلاژن که با LSCs کشت شده بودند، بر روی سطح قرنیه خرگوش‌هایی با نقص سلول بنیادی لیمبال پیوند خورده بودند.
سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSCs)
سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSCs) می‌توانند به سلول‌های استرومایی قرنیه و سلول‌های اندوتلیال تمایز پیدا کنند. این ویژگی‌ها آن‌ها را به ویژه برای درمان لایه‌های عمیق‌تر قرنیه مناسب می‌کند. به نظر می‌رسد بیوداربست‌های بارگذاری شده با MSCs پتانسیل را در ترمیم نقص استرومایی و بازسازی اندوتلیال دارند. سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSCs) با توانایی آن‌ها در تمایز به سلول‌های استرومایی و اندوتلیال، به نظر می‌رسد برای ترمیم لایه‌های عمیق‌تر قرنیه مناسب باشند. 
سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSCs)
سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSCs) قادر به تولید سلول‌های خاص هستند و مزیت درمان شخصی سازی شده را ارائه می‌دهند. بیوداربست‌ها قادر به حمایت از تمایز iPSCs به سلول‌های اپیتلیال، استرومایی و اندوتلیال قرنیه هستند. تکنیک‌های بیوپرینت سه‌بعدی امکان ایجاد ساختارهای داربست بسیار پیچیده را فراهم می‌کنند که تمایز و ادغام iPSCs را در بافت قرنیه هدایت می‌کنند. مطالعه‌ای توسط محققان استفاده از سلول‌های اندوتلیال قرنیه مشتق شده از iPSC را بر روی یک داربست قرنیه غیر سلولی در یک مدل خرگوش نشان داد.
استفاده از بیوداربست‌ها و سلول‌های بنیادی در درمان‌های بازساختی به نظر می‌رسد که یک جایگزین امیدوار کننده برای درمان‌های سنتی ارائه می‌دهد. این درمان‌های جدید و نوآورانه مزایای potentiell برای میلیون‌ها بیمار بیماری قرنیه در سراسر جهان دارند. دارو شخصی سازی شده نیاز به طراحی داربست‌های قابل تنظیم دارد که می‌توانند نیازهای هر بیمار را برآورده کنند. تکنیک‌هایی مانند بیوپرینت سه‌بعدی به نظر می‌رسد که راه حل‌های تعیین شده را در این زمینه ارائه می‌دهند. با این حال، تکرارپذیری این داربست‌های سفارشی، انتقال از آزمایشگاه به کنار بستر بیمار، یک چالش است که نیاز به نوآوری و بهینه‌سازی بیشتر از منابع موجود دارد.
تحقیقات در حال انجام به دنبال حل این چالش‌ها با تلاش برای توسعه داربست‌های چند کاره و هوشمند که می‌توانند به طور پویا با محیط میزبان تعامل کنند، است. ادغام مواد واکنش‌دهنده قادر به تغییر خواص در پاسخ به محرک‌های خاص (به عنوان مثال، pH، دما) یک حوزه جذاب از کاوش است که هنوز کمتر کاوش شده است. در نهایت، ترکیب ممکن بیوداربست‌ها با سایر تکنولوژی‌های در حال ظهور، مانند ویرایش ژن بر اساس CRISPR و تکنیک‌های پیشرفته تصویربرداری، به نظر می‌رسد که یک مسیر بسیار امیدوار کننده برای آینده درمان‌های نوآورانه برای بیماری‌های قرنیه باشد.
پایان مطلب/.