العلماء يتوصلون للـ”وصفة“ المثالية لاستبدال العظام
كتبت: مها طـه
قام مجموعة من الباحثين الأمريكيين في جامعة ”جونز هوبكنز“، باكتشاف مادة جديدة يمكن استخدامها في بناء سقالة للطباعة ثلاثية الأبعاد (3D)،حيث أن اختيار المواد ضروري لنجاح عمليات استبدال العظام عن طريق بنائها باستخدام طابعة 3D، ويعتقد الباحثون أن الصيغة التي توصلوا إليها هي ”الوصفة“ المثالية.
قال ”وارن جرايسون“، كبير الباحثين، أن هذه المادة تحتوي على الأقل 30% من مسحوق عظام طبيعية مختلطة مع البلاستيك، ويحتوي مسحوق العظام هذا على بروتينات هيكلية مصنعة داخل الجسم بالإضافة للعوامل المساعدة على نمو العظام، والتي تساعد الخلايا الجذعية المبكرة على أن تتطور إلى خلايا عظمية، كما أنها تضيف درجة من الصلابة مما يساعد الخلايا على استقبال الأوامر المتعلقة بعوامل النمو بشكل أفضل.
أضاف ”جرايسون“ أن هذه السقالة المصنوعة من هذه المادة يمكن استخدامها في حالات استبدال العظام أو في حالات التشوهات الخلقية والأمراض التي تصيب العظام، ولكن في هذه الحالة لا يمكن استخدام العظام الطبيعية لأنها عادةً لا يمكن أن يُعاد تشكيلها بدقة.
كان هدف ”جرايسون“ وفريقه هو التوصل لمواد مركبة يمكنها أن تجمع بين قوة البلاستيك وقابليته للتشكل والمعلومات والمكونات الطبيعية للعظام، لذلك بدأوا باستخدام مادة الـPCL، وهو بوليستر قابل للتحلل ويتم استخدامه في صناعة البولي يويثاين.
وقال ”إيثان نيبرج“، طالب الدراسات العليا بفريق ”جرايسون“، أن الـPCL ينصهر عند درجة حرارة من 80 لـ100 درجة مئوية _أقل كثيرًا من معظم أنواع البلاستيك_، ما يجعله مناسبًا ليتم خلطه مع المواد البيولوجية، والتي من الممكن أن تتلف عند تعرضها لدرجات الحرارة العالية.
وعلى الرغم من قوته، فإن الـPCL لا يدعم تكوين عظام جديدة بشكل جيد لذلك تم خلطه مع البلاستيك لزيادة كمية ”مسحوق العظام“، والمصنوعة عن طريق سحق العظام المجوفة والموجودة داخل ركبة البقر.
كانت المشكلة الحقيقة هنا هي حساب النسب بشكل صحيح، فإذا زاد مسحوق العظام، فستكون نسبة الـPCL قليلة جدًا، وفي هذه الحالة لا يمكن التحكم في تشكيل العظام بشكل جيد، اما إذا كانت كمية المسحوق قليلة، فإن المادة لن تشجع تكوين العظام.
لذلك، قام الباحثون باستخدام خلايا جذعية مأخوذة من دهون الإنسان لتدعيمها، وبعد ثلاثة أسابيع، كان قد ظهر في 70% من الخلايا المزروعة على سقالات ”مسحوق العظام“ نشاط جيني لثلاث جينات تدل على تكوين العظام بمعدل أعلى بمئات المرات، بالمقارنة مع الخلايا المزروعة على سقالات من ال PCL النقي.
وقد أضاف العلماء مادة ”بيتا – جليسروفوسفات“ لهذه الخلطة، حتى تسمح للإنزيمات بترسيب الكالسيوم في العظام الجديدة، وقد تمت تجربة هذه السقالات في الفئران التي تعاني من فجوات كبيرة في عظام الجمجمة، ونجحت هذه المادة في تنمية عظام جديدة داخل هذه الفجوات على مدى 12 أسبوع من التجربة.
المصادر
