طورت الدراسات الحديثة ضمادات جروح جديدة تسرع الشفاء وتحسن تجدد الأنسجة في الجروح.
العلماء اكتشف جانبًا مهمًا جدًا من عملية التئام الجروح في أواخر السبعينيات عندما كان فهم هذه العملية في مرحلة مبكرة جدًا. ومن رأى أن أي جروح أصيب بها الطفل قبل الشهر السابع من عمره فترة الحمل لا يترك أي ندوب وهناك ندبة سريعة أقل شفاء في التطور المبكر للأجنة. وقد دفع ذلك الباحثين إلى محاولة إعادة إنشاء أو تكرار هذه الخصائص الفريدة لجلد الجنين والتي يمكن استخدامها في الطب التجديدي. من المعروف أن جلد الجنين يحتوي على مستويات عالية جدًا من أ بروتين يسمى فيبرونكتين. يتجمع هذا البروتين فيبرونكتين بشكل عام في مصفوفة خارج الخلية والتي بدورها تساعد أو تعزز ربط الخلايا والتصاقها. ما هو فريد من نوعه هو أن هذه الخاصية حصرية جدًا للجنين بشرة ولا يوجد في الخلايا البالغة. ولتوضيح هذه الخاصية بشكل أكبر، يحتوي بروتين الفبرونكتين على بنيتين فريدتين كرويتين وليفيتين. والتركيب الكروي، أي الشكل الكروي، موجود في الدم، بينما أنسجة الجسم ليفية. لقد كان يُنظر دائمًا إلى الفيبرونكتين كمرشحين جيدين محتملين التئام الجروح لكن تصنيع الألياف الليفية ظل يمثل تحديًا حتى الآن ، ففي دراسات مزدوجة نُشرت مؤخرًا ، قدم الباحثون رؤى ثاقبة لنوعين مختلفين من ألياف نانوية الضمادات التي تستخدم البروتينات الموجودة بشكل طبيعي في النباتات والحيوانات. توصف هذه الضمادات بأنها فعالة جدًا في شفاء وإعادة نمو الأنسجة في الجرح. لقد كانت هذه الدراسات الحالية رائدة في إمكانية إنشاء وتطوير ألياف نانوية لشفاء الجروح. كانت فكرة المؤلفين بأكملها هي ابتكار ضمادات بهدف تطوير علاجات للجروح، خاصة تلك التي لحقت أثناء الحرب. إن شفاء مثل هذه الجروح هو عملية مؤلمة ولا تستفيد منها علاجات الجروح المتوفرة حاليًا.
في الدراسة الأولى المنشورة في المواد الحيوية، قام باحثون من كلية هارفارد جون إيه بولسون للهندسة والعلوم التطبيقية (SEAS) ومعهد Wyss للهندسة المستوحاة بيولوجيًا بتصنيع الألياف الليفية على منصة تسمى Rotary Jet-Spinning (RJS) ، تم تطويرها في المنزل1. لقد وصفوا أ تضميد الجرح باستخدام أنسجة الجنين. كانت العملية المكونة من خطوتين واضحة ومباشرة حيث يتم أولاً تحميل محلول بوليمر سائل (هنا ، فبرونيكتين كروي مذاب في مذيب) في خزان ويتم دفعه إلى فتحة صغيرة بواسطة قوة طرد مركزي أثناء دوران هذه الآلة. عندما يغادر هذا المحلول الخزان ، يتبخر المذيب وتتصلب البوليمرات. تعمل قوة الطرد المركزي القوية هذه على فتح ألياف الفبرونيكتين الكروية إلى ألياف صغيرة رفيعة (قطرها أقل من ميكرومتر واحد). يمكن جمع هذه الألياف الضمادات أو الضمادات. أظهرت الاختبارات التي أُجريت على الحيوانات أن الجروح التي عولجت بضمادة الفبرونيكتين الجديدة أظهرت استعادة أنسجة الجلد بنسبة 2٪ خلال 84 يومًا فقط ، بينما استعادت الضمادات الطبيعية 20٪ ، وقد تم شرح طريقة عمل هذه الضمادة بشكل جيد. يندمج الضمادة في الجرح وتعمل مثل سقالة مفيدة تسمح بعد ذلك للخلايا الجذعية المختلفة بإجراء التجديد والمساعدة الضروريين لعملية التئام الأنسجة في الجرح. يمتص الجسم المادة في النهاية. الجروح المعالجة بضمادة الفبرونيكتين لها سماكة بشرة طبيعية جدًا وبنية جلدية أيضًا. حتى الشعر تمت إعادة نموه في منطقة الجرح بعد التئامه. يعد هذا إنجازًا كبيرًا لأن إعادة نمو الشعر ظلت أحد التحديات الرئيسية في مجال التئام الجروح. بالمقارنة مع العمليات القياسية لتجديد الجلد ، فإن هذا الإجراء يصلح الأنسجة بكفاءة وأيضًا يجدد بصيلات الشعر باستخدام قدرة مادة واحدة فقط. من الواضح أن مثل هذا النهج له مزايا كبيرة لترجمة البحث إلى استخدام فعلي. يمكن أن تكون ضمادات الفبرونكتين مناسبة ومفيدة للجروح الصغيرة ، خاصة على الوجه واليدين حيث من المهم منع أي ندبات.
في دراستهم الثانية المنشورة في متقدم الرعاية الصحية المواد ، طور الباحثون ألياف نانوية تعتمد على فول الصويا والتي عززت التئام الجروح2. يحتوي بروتين الصويا، أولاً، على جزيئات شبيهة بالإستروجين (والتي ثبت أنها تسرع عملية التئام الجروح)، وثانياً، جزيئات نشطة بيولوجياً تساهم في بناء ودعم الخلايا البشرية في الجسم. تُستخدم أنواع الجزيئات هذه بشكل روتيني في الإنجاب دواء. ومن المثير للاهتمام أنه كلما ارتفعت مستويات هرمون الاستروجين في جسم المرأة، فإن الجروح أو الكدمات تلتئم بشكل أسرع. وهذا هو السبب وراء شفاء النساء الحوامل بشكل أسرع لأن لديهن نسبة عالية من هرمون الاستروجين. وهذا أيضًا هو السبب وراء شفاء الطفل الذي لم يولد بعد داخل الرحم من الجروح دون ندبات بسبب المستويات العالية من هرمون الاستروجين الموجود. استخدم الباحثون نفس RJS لتدوير ألياف الصويا الرفيعة جدًا في ضمادات الجروح. وأظهرت هذه التجارب أيضًا أن الضمادات التي تحتوي على فول الصويا والسليلوز على الجروح أظهرت زيادة في الشفاء وتحسينًا بنسبة 72%، مقارنة بـ 21% فقط في الجروح التي لا تحتوي على ضمادات بروتين الصويا، مما يجعلها واعدة للغاية. هذه الضمادات غير مكلفة وبالتالي فهي مناسبة للاستخدام على نطاق واسع، على سبيل المثال لضحايا الحروق. تعتبر مثل هذه السقالات الفعالة من حيث التكلفة اكتشافًا ولديها إمكانات هائلة للتجديد، خاصة بالنسبة للميليشيات، تحت مظلة تكنولوجيا الألياف النانوية. وقد قام مكتب هارفارد لتطوير التكنولوجيا بحماية الملكية الفكرية المتعلقة بهذه المشاريع ويستكشف فرص التسويق.
***
{يمكنك قراءة ورقة البحث الأصلية عن طريق النقر فوق ارتباط DOI الوارد أدناه في قائمة المصدر (المصادر) المذكورة}
المصدر (ق)
1. Chantre CO وآخرون. 2018. تعمل الألياف النانوية الفبرونيكتين على نطاق الإنتاج على تعزيز إغلاق الجرح وإصلاح الأنسجة في نموذج الفئران الجلدية. المواد الحيوية. 166 (96). https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2018.03.006
2. Ahn S et al. 2018. سقالات بروتين الصويا / السليلوز نانوفيبر تحاكي مصفوفة الجلد خارج الخلية لتحسين التئام الجروح. مواد الرعاية الصحية المتقدمة. https://doi.org/10.1002/adhm.201701175
