به نقل از نانومگزین، جامعه علمی طی ۳۰ سال اخیر تلاش کرده است تا یک جایگزین مصنوعی را برای بافت استخوان ارائه دهد که به ترمیم استخوان آسیب دیده و بیمار کمک می کند. پژوهشگران "دانشگاه مک گیل"(McGill University) کانادا، روش جدیدی را برای پرورش دادن بافت مصنوعی استخوان ابداع کرده اند.

حوزه در حال پیشرفت مهندسی بافت استخوان که در مورد پرورش سلول های استخوانی در آزمایشگاه کار می کند، روی موادی موسوم به چارچوب سلولی متمرکز شده است و سپس این ساختارها را به بدن منتقل می کند تا به ترمیم آسیب های استخوان بپردازد. داربست ها مانند استخوان، به شبکه ای به هم پیوسته از منافذ کوچک و بزرگ نیاز دارند که به سلول ها و مواد مغذی امکان می دهد تا پخش شوند و به تولید بافت استخوانی جدید کمک کنند.

فرآیند امیدوارکننده گروه دانشگاه مک گیل، با تغییر ساختار داخلی ماده ای موسوم به نام اکسید گرافین کار می کند تا کارآیی آن را برای بازسازی بافت استخوانی افزایش دهد.

اکسید گرافین، یک ترکیب فوق نازک و بسیار قوی است که به طور فزاینده ای در الکترونیک، نورشناسی، شیمی، ذخیره انرژی و زیست شناسی استفاده می شود. یکی از ویژگی های منحصر به فرد اکسید گرافین این است که وقتی سلول های بنیادی روی آن قرار می گیرند، تمایل دارند به سلول های استخوان ساز موسوم به "استئوبلاست"(osteoblasts) تبدیل شوند.

این گروه چندرشته ای متشکل از پژوهشگران بخش مهندسی معدن و مواد، مهندسی برق و دندانپزشکی دانشگاه مک گیل دریافتند که با افزودن ترکیب روغن و آب به اکسید گرافن و سپس منجمد کردن آن در دو دمای گوناگون، دو اندازه متفاوت از منافذ در سرتاسر ماده تولید می شود.

"مارتا سروتی"(Marta Cerruti)، از پژوهشگران این پروژه گفت: هنگامی که ما سلول های بنیادی مغز استخوان موش را در این چارچوب متخلخل قرار دادیم، سلول ها تکثیر شدند و درون شبکه منافذ پخش شدند. این نشانه امیدوارکننده ای است مبنی بر این که روش جدید ما در نهایت می تواند برای بازسازی بافت استخوان انسان استفاده شود.

وی افزود: ما نشان دادیم که این چارچوب ها کاملا زیست سازگار هستند. هنگامی که سلول ها را در این چارچوب ها قرار می دهید، می توانند در همه چارچوب نفوذ کنند و در کل آن ساکن شوند.

پژوهشگران به شکل دادن منافذی با اندازه های گوناگون در چارچوب و همچنین پرورش سلول ها پرداختند. "ییون چن"(Yiwen Chen)، پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: این کار بدون "سینکروترون"(synchrotron) ممکن نبود زیرا چگالی کم اکسید گرافین به این معنی است که فقط مقدار بسیار کمی نور را جذب می کند.

وی افزود: تا جایی که ما می دانیم، این نخستین بار است که از نور سینکروترون برای دیدن ساختار چارچوب های اکسید گرافین استفاده می شود.

اگرچه ممکن است هنوز سال ها زمان باقی مانده باشد تا استفاده گسترده بالینی از این روش جدید ممکن شود اما سروتی فکر می کند که پژوهش آنها می تواند به سایر پژوهشگران کمک کند تا در مورد چگونگی تبدیل شدن سلول های بنیادی به سلول های استخوان، اطلاعات بیشتری به دست بیاورند.

چن گفت: شاید این پژوهش به درک بهتر زیست شناسی استخوان ها کمک کند که در غیر این صورت نمی توانستیم آن را درک کنیم. شاید در کوتاه مدت بتوانیم از روش های آزمایشگاهی برای درک بهتر استخوان و تولید داروهای جدید استفاده کنیم.