الأطراف الاصطناعية لستيف أوستن موجودة هنا بمساعدة تقنية النانو

توفر تقنية النانو جيلًا جديدًا من الأطراف الاصطناعية لتقويم العظام والأسنان والأوعية الدموية

إن التكنولوجيا المستقبلية لـ«الرجل الذي يساوي الملايين» (من المسلسل التلفزيوني الذي كان بطله ستيف أوستن) -خاصة في سياق الجزء المعدني والجزء البشري- لن تعد حكراً على هوليود. في حين تم تجهيز الشخصية الرئيسية في المسلسل، ستيف أوستن، بالمعادن لزيادة أدائها، قام فريق متعدد التخصصات من العلماء من جامعة مونتريال بتطوير طريقة لإنشاء أسطح معدنية جديدة تحمل الوعد بزرعات طبية أكثر فعالية من شأنها تحسين الأداء. التعافي والسماح لجسم الإنسان بأن يكون أكثر تحملاً للأطراف الاصطناعية.

وفقا لدراسة جديدة نشرت في المجلة العلمية Nano Letters، استخدم العلماء تطورات جديدة في تكنولوجيا النانو لتغيير آثار المعادن على نمو وتطور الخلايا في الجسم. أحد الجوانب المهمة في النتائج هو أن الأسطح نفسها قادرة على العمل مباشرة على الخلايا، وبالتالي القضاء على الحاجة إلى الأدوية ومنع الآثار الجانبية نتيجة تناولها.

البحث عبارة عن تعاون بين باحثين من جامعة مونتريال، وجامعة ماكجيل، والمعهد الوطني للبحث العلمي، وشركة Plasmionique Inc، وجامعة ساو باولو.

يقول أنطونيو نانسي، المؤلف الرئيسي للورقة البحثية والأستاذ في قسم طب الأسنان بجامعة مونتريال: "باستخدام التعديلات الكيميائية، قمنا بإنشاء معادن ذات أسطح "ذكية" تتفاعل بشكل إيجابي مع الخلايا وتساعد في التحكم في الاستجابة العلاجية البيولوجية". "ستكون هذه المعادن هي اللبنات الأساسية للزراعات المعدنية المحسنة والجديدة التي من المتوقع أن تؤثر بشكل كبير على نجاح الأطراف الاصطناعية في جراحة العظام والأسنان والأوعية الدموية.

النقش ينتج أسطح نانوية مسامية

استخدم الدكتور نانسي وزملاؤه مركبات كيميائية لتعديل سطح المعادن الطبية الحيوية الشائعة مثل التيتانيوم. أدى تعريض هذه المعادن لخليط من الأحماض والمواد المؤكسدة إلى الحصول على أسطح ذات نمط يشبه الإسفنج من المسام النانوية. يقول الباحث الرئيسي: "لقد تمكنا من إثبات أن بعض الخلايا تلتصق بهذه الأسطح بشكل أفضل من الأسطح الزلقة التقليدية". "يعد هذا بالفعل تحسنًا كبيرًا مقارنة بالمواد الحيوية الشائعة القياسية."

بعد ذلك، قام الباحثون بفحص تأثيرات أسطح التيتانيوم النانوية المسامية على تطور الخلايا ونموها. لقد أثبتوا أن هذه الأسطح المعالجة زادت من نمو الخلايا العظمية، وقللت من نمو الخلايا غير المرغوب فيها وحفزت الخلايا الجذعية، مقارنة بالأسطح الملساء غير المعالجة. بالإضافة إلى ذلك، تم زيادة التعبير عن الجينات اللازمة للالتصاق ونمو الخلايا بعد التلامس مع هذه الأسطح النانوية.
النقوش المختلفة لها تأثيرات مختلفة

إن النمو غير المنضبط للخلايا على الكسب غير المرغوب فيه غير مرغوب فيه. على سبيل المثال، عند استخدام الدعامات للأوعية الدموية في القلب (الدعامة، وهو قالب يتم استخدامه طبيًا لتثبيت طعم الجلد في مكانه أثناء الشفاء أو أنبوب رفيع يتم إدخاله في الجسم أو البنية الأنبوبية مثل الوريد أو الشريان لإبقائها مفتوحة أو لإزالة الانسداد)، من المهم للغاية الحد من نمو خلايا معينة لمنع التدخل في تدفق الدم الحر. بالإضافة إلى ذلك، في بعض الحالات، قد تنتج الخلايا أجسامًا غير مرغوب فيها حول زراعة الأسنان مما قد يتسبب في سقوطها. أثبت العلماء أن العلاج بمركبات حفر معينة يقلل من نمو أنواع الخلايا غير المرغوب فيها.

ويشير الباحث الرئيسي إلى أن "أحد الجوانب المهمة في هذا البحث هو إظهار التأثيرات الانتقائية للنقش على الخلايا". "من خلال تغييرات طفيفة في التركيب الكيميائي لمخاليط الحفر، نحن قادرون على تغيير النمط النانوي الذي يتشكل على سطح المعدن والتحكم في التفاعل الخلوي نتيجة لذلك."

ويضيف الباحث: "إن بحثنا رائد". "لقد استخدمنا معالجة كيميائية بسيطة ولكنها فعالة للغاية لتغيير المعادن المستخدمة عادة في غرفة العلاج الطبي. وقد يجسد هذا النهج المبتكر في داخله الأساس لتطوير مواد "ذكية" لا يتحملها جسم الإنسان فحسب، بل تكون قادرة على الاستجابة بفعالية للبيئة البيولوجية التي توجد فيها.

الخبر الأصلي من الجامعة