بیومواد خون سازگار با قابلیت استفاده در ایمپلنت های قلبی-عروقی ساخته شد - لیسون

به گزارش گروه فناوری خبرنگاران، هلما وکیلی دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح آنالیز اثر همزمان دو جزء آبدوست و آبگریز روی خون سازگاری پوشش های هیبریدی پلی یورتانی گفت: در حقیقت در این پژوهش با کارکرد روی شیمی سطح پوشش های پلیمری، پیروز به ساخت بیوموادی خون سازگار با قابلیت استفاده در ایمپلنت های قلبی-عروقی مانند دریچه های قلبی، استنت های قلبی و به طور کلی بیومواد در تماس با قلب و عروق شدیم.

وی تاکید نمود: فلزات به علت داشتن خواص مکانیکی مناسب، می توانند به عنوان بیومواد در کاربرد های قلبی- عروقی مورد استفاده قرار گیرند. اما متاسفانه در اغلب استنت های فلزی بدون پوشش، ایجاد لخته و ضخیم شدن دیواره عروق گزارش شده است.

وی ادامه داد: پوشش دهی فلزات می تواند خواص سطحی آن ها را تا حد قابل توجهی بهبود بخشد. پلیمر های خون سازگار می توانند به عنوان پوشش بیومواد استفاده شده و مانع جذب پروتئین و تشکیل لخته شوند.

وی ادامه داد: در میان این پلیمرها، پلی یورتان ها به دلیل خواص مکانیکی عالی و چسبندگی مناسب به زیرآیند مورد توجه واقع شده اند. در این پژوهش با تغییر شیمی سطح پلی یورتان، میزان زیست سازگاری و خون سازگاری آن به شدت افزایش یافت.

وی با بیان اینکه در این پروژه استفاده از اجزای آبدوست و آبگریز سبب تغییر ویژگی های سطحی پلی-یورتان و ایجاد یک سطح منحصر به فرد شده و موجبات ارتقای مرز های دانش را در زمینه ساخت بیوپلیمر های زیست سازگار و خون سازگار فراهم می نماید؛ بیان نمود: به عبارت دیگر حضور نانو مواد آلی- معدنی POSS به همراه پلیمر آبدوست پلی اتیلن گلایکول میزان زیست-سازگاری را از 45 درصد به 150 درصد رسانده و سبب افزایش قابل توجه حیات سلول ها و رشد و تکثیر آن ها می گردد.

فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر اضافه کرد: از طرف دیگر، میزان تخریب گلبول های قرمز خون از 2.5 درصد به صفر می رسد و میزان پلاکت های چسبیده به سطح و جذب پروتئین فیبرینوژن روی سطح که از عوامل اصلی تشکیل لخته هستند نیز به شدت کاهش می یابد.

وکیلی ادامه داد: طبق نتایج به دست آمده، پلیمر های ساخته شده پتانسیل بالایی در زمینه کاربرد های قلبی- عروقی دارند. متاسفانه عدم امکان تامین مواد شیمیایی اولیه پژوهش به علت تحریم ها گریبانگیر بسیاری از پژوهشگرانی است که در داخل کشور کار می نمایند.

وی با اشاره به فرایند این طرح گفت: پلیمر سنتز شده با این فرمولاسیون خاص برای اولین بار توسط این تیم تحقیقاتی ساخته شد که مسلما دست یابی به فرمولاسیون مناسب از سختی های ابتدای کار بود که با کوشش و پشتکار فراوان حل شد. پلیمر های ساخته شده در وسایل در تماس با خون، مانند کتترها، استنت ها، پیوند های عروقی، دریچه های قلبی، غشا های اکسیژن رسانی و ... قابل استفاده هستند.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر با بیان اینکه فاز مطالعاتی، آزمایشگاهی و شبیه سازی دینامیک مولکولی این طرح پنج سال به طول انجامید؛ گفت: در نتیجه این پژوهش نشان داده شد ترکیب استراتژی های ضدانعقاد در یک ماده و حضور همزمان اجزای آبدوست و آبگریز نسبت به حالتی که هر کدام از این اجزا به تنهایی حضور دارند، می تواند سبب ایجاد یک سطح خون-سازگار و مقاوم به لخته گردد که موجب نجات جان هزاران بیمار می گردد.

وکیلی اظهار کرد: بهره گیری از دانش پلیمر در علم پزشکی گام بزرگی در حوزه بیومواد و سلامت انسان به حساب می آید. بزرگترین مزیت طرح میزان بهبود قابل توجه خون-سازگاری در نتیجه تغییر شیمی سطح است. بهبود خواص مکانیکی و میزان جذب آب محدود را می توان از دیگر مزایای پلیمر های ساخته شده دانست.

وی با اشاره به کاربرد های پروژه گفت: پلیمر های ساخته شده در حوزه پلیمر های پزشکی در تماس با خون قرار گرفته و در کاربرد هایی مانند استنت قلبی، کتتر، دریچه قلبی، پیوند های عروقی و ... قابل استفاده هستند.

گفتنی است؛ این طرح در قالب تز دکتری به هدایت محسن محسنی از دانشکده مهندسی پلیمر دانشگاه صنعتی امیرکبیر و حسین قنبری از دانشکده فناوری های نوین پزشکی دانشگاه تهران و تحت مشاوره حسام مکی و حسین یحیایی از دانشکده مهندسی پلیمر دانشگاه صنعتی امیرکبیر انجام شد. قسمتی از پژوهش نیز در دوره فرصت تحقیقاتی دکتر وکیلی در کشور اسپانیا صورت گرفته است.

در حال حاضر چهار مقاله ISI از این پژوهش منتشر و در ژورنال های معتبر بین المللی به چاپ رسیده است. دو مقاله ISI دیگر نیز در دست نگارش است. در مقاله اول ساختارو مورفولوژی منحصر به فرد پلی یورتان فوق آبدوست هم از منظر آزمایشگاهی و هم از منظر شبیه-سازی دینامیک مولکولی مورد بحث و آنالیز قرار گرفته است.

در مقاله دوم، رفتار هوشمند و برگشت پذیر این سیستم ها در حضور فاز آبی مورد بحث قرار گرفته است. اولین بار است که چنین سیستمی با زاویه تماس صفر با آب و جذب آب بسیار محدود ساخته می گردد. ابزار شبیه سازی دینامیک مولکولی و آنالیز جدایی فازی علت چنین پدیده ای را توجیه می نماید.

در مقاله سوم سیستم پلی یورتان با سیستم حاوی جزء آبدوست و سیستم حاوی جزء آبگریز از منظر خواص زیستی مقایسه می گردد و مقاله چهارم به آنالیز خون سازگاری سیستم های فوق آبدوست می پردازد.

گفتنی است؛ ساخت سیستم فوق آبدوست با جذب آب ناچیز، آنالیز اثر همزمان دو جزء پلی اتیلن گلایکول و POSS بر خون سازگاری، ساخت نانوکامپوزیت پلی یورتانی دارای POSS و پلی اتیلن-گلایکول بر پایه پلی کربنات، استفاده از تکنیکی نوین برای شبیه سازی سنتز پلی یورتان و آنالیز ریزساختار و نحوه برهمکنش با آب در سیستم های پلی یورتانی آبدوست به یاری ابزار شبیه سازی دینامیک مولکولی از نوآوری-های این پژوهش بوده و اولین بار است که در جهان انجام می گردد.