دانشمندان دانشگاه نيويورك موفق به طراحي روش ساخت بافت مصنوعي شدند.

به گزارش سرويس پژوهشي خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا)، فيزيكدانان دانشگاه نيويورك روش جديدي طراحي كرده‌اند كه اتصال بيولوژيكي سلول‌ها به يكديگر را شكل مي‌دهد. اين رويكرد مي‌تواند داراي كاربردهاي صنعتي نيز باشد.

اين سيستم كه در آزمايشگاه «جازنا بروژيچ» استاد گروه فيزيك دانشگاه نيويورك طراحي شده، يك محلول روغن در آب است كه خواص سطحي آن مشخصه‌هاي موجود در سلول‌هاي زيستي را بازتوليد مي‌كند.

اتصال و پيوستگي بين قطرات فشرده‌شده روغن خواص مكانيكي بافت‌ها را تقليد كرده و مسير جديدي را براي كاربردهاي عملي متعدد از مواد آرايشي زيست‌سازگار گرفته تا مهندسي بافت مصنوعي پيش‌روي دانشمندان قرار مي‌دهد.

آزمايشگاه بروژيچ قبلاً چگونگي توده شدن كره‌ها را تعيين و روش‌هايي را براي تغيير اين فرايند بسته‌بندي طراحي كرده بود.

در اين مطالعه PNAS بروژيچ و تيم تحقيقاتي‌اش به دنبال ابداع روشي بودند كه نقش توده شدن در بافتن‌ها را از لحاظ چگونگي تاثير نيروهاي مكانيكي بر پيوستگي و اتصال پروتئين به پروتئين بين سلولي مورد بررسي قرار دادند.

در علم زيست‌شناسي، پيوستگي سلول به سلول براي انسجام ساختار بافت حياتي است. سلول‌ها بايد به منظور تضمين انسجام بافتي به هم نزديك و در نهايت متصل شوند. با اين حال پيچيدگي سيستم‌هاي بيولوژيكي مدت‌هاي مديدي مانع تشريح اين امر با استفاده از مفاهيم تئوريك عام استخراج شده از علوم فيزيكي شده بود. به اين دليل، تيم تحقيقاتي دانشگاه نيويورك يك محلول الهام گرفته شده از زيست‌شناسي يا امولسيون را طراحي كرده كه مشخصه‌هاي اصلي اتصال سلول به سلول در بافت‌ها را بازتوليد مي‌كند.

امولسيون اساس طيف وسيعي از توليدات مصرفي را مانند كره، بستني و شير تشكيل مي‌دهد. امولسيون در مطالعه PNAS با هدف اتصال دادن تعاملات جذب و دفع تنظيم شد. شرايط آزمايشگاهي وضعيت‌هايي را كه تحت آن‌ها نيروهاي اعمال فشار براي ايجاد پيوستگي ضروري‌اند، مشخص كرد.

اين دانشمندان با تغيير ميزان نيرويي كه از طريق آن قطرات كوچك روغن توسط نيروي گريز از مركز فشرده شده و همچنين تغيير ميزان نمك افزوده شده به اين محلول، موفق به ايزوله كردن شرايط بهينه براي پيوستگي سلول به سلول شدند.

غربال بارهاي الكترواستاتيك با افزودن نمك و فشرده كردن قطرات توسط نيروها تعاملات پروتئين با پروتئين بر روي سطوح اين قطرات را افزايش مي‌دهد. اين امر منجر به پيوستگي بين قطرات در حال تماس پوشاننده تمامي رابط‌ها درست مانند حالت بافت‌هاي بيولوژيكي مي‌شود.

نتايج حاصل از اين تحقيق مدل‌بندي‌هاي تئوريك محققان از اين فرايند را پيوند داده و رويكردي نوين را براي تغيير نيروها و فشار با هدف اتصال امولسيون‌ها ارائه مي‌دهد.

اين موفقيت همچنين نقطه آغازي براي غني‌سازي زنجيره‌يي از توليدات مصرفي توسط پيكربندي مجدد ساختار مولكولي‌شان براي افزايش عملكرد و استحكام آن‌ها است . اين امر پيشرفت داروها از طريق افزايش ارسال مولكول‌هاي دارويي به جريان خون را نيز به دنبال دارد.

اين تحقيق در «مركز مهندسي و علم پژوهش مواد» دانشگاه نيويورك صورت گرفت و بنياد ملي علوم آمريكا حامي آن بود.

نتايج اين مطالعه در ژورنال Proceedings of the National Academy of Sciences انتشار يافت.

انتهاي پيام