طوّر باحثون في University of Waterloo هلامًا غنيًا بالماء مصممًا لتوفير دعم مؤقت أثناء التئام الأنسجة الرخوة المتضررة. واختُبرت المادة، وهي هلام مائي مستوحى من قدرة خيار البحر على تغيير صلابة جسمه، على جرذان مصابة بأوتار متضررة، وارتبط استخدامها بتحسن الالتئام مقارنة بإصلاح الأوتار بالغرز وحدها.
يشير هذا العمل إلى نهج جديد محتمل للإصابات التي تحتاج فيها الأنسجة الملتئمة إلى دعم، لكن قد لا يكون من المرغوب فيه استخدام غرسة دائمة. يتحلل الهلام تدريجيًا ويمتصه الجسم، بدلًا من بقائه في مكانه إلى أجل غير محدد. ونُشرت الورقة التي تصف هذا العمل، بعنوان “Bioinspired Hydrogels with Broadly Programmable Mechanics for Soft-Tissue Interfaces”، في Advanced Functional Materials.
سقالة مصممة لأنسجة مختلفة
الهلاميات المائية مواد ذات محتوى مائي مرتفع. وفي هذه الحالة، صُممت المادة لتعمل بوصفها بنية مؤقتة حول موضع الإصابة، فتدعم نمو أنسجة جديدة بينما تتحلل المادة نفسها. ويقول فريق Waterloo إن تصميمه يمكن ضبطه لجعل الهلام أكثر ليونة أو صلابة، وهي خاصية مفيدة لأن أنسجة الجسم لا تتطلب المتطلبات الميكانيكية نفسها.
فالمادة المستخدمة قرب الدماغ، على سبيل المثال، يجب أن تتصرف بطريقة مختلفة عن مادة توضع حول وتر. ووصف الدكتور Yimin Wu، قائد المشروع وأستاذ الهندسة الميكانيكية في Waterloo، هذا الفرق بأنه جوهري في الجهد البحثي: إذ لا تكون سقالة واحدة مناسبة بالضرورة لكل إصلاح للأنسجة الرخوة. وتهدف الخصائص الميكانيكية القابلة للبرمجة للهلام المائي إلى تمكين الباحثين من تكييف الدعم مع موضع الإصابة، بدل التعامل مع الأنسجة الرخوة باعتبارها فئة موحدة.
يأتي الإلهام البيولوجي من خيار البحر، وهو حيوان معروف بقدرته على تغيير صلابة جسمه. وحوّل الباحثون هذا المفهوم العام إلى مادة اصطناعية رطبة ومرنة لواجهات الأنسجة الرخوة. ولا تُقدَّم النتيجة بوصفها علاجًا مكتملًا للبشر، بل منصة يمكن تطويرها مستقبلًا للأوتار وغيرها من الأنسجة الرخوة.
نتائج قبل سريرية على الأوتار
بعد ما يقرب من أربعة أعوام من البحث، قيّم فريق دولي الهلام في دراسة قبل سريرية على الجرذان. ووفقًا للباحثين، أظهرت الجرذان ذات الأوتار المتضررة التي تلقت الهلام المائي تحسنًا في الالتئام مقارنة بالحيوانات التي أُصلحت أوتارها بالغرز وحدها.
وأفاد الفريق بأن الهلام دعم نمو أنسجة جديدة أكثر تنظيمًا مع تقدم الالتئام. كما لاحظ تحسنًا في الأوتار التي أُصلحت مقارنة بمجموعة المقارنة التي عولجت بالغرز فقط. وتُعد هذه النتائج مشجعة لأن إصلاح الوتر يعتمد على أكثر من مجرد إعادة وصل الأنسجة؛ إذ يجب أن تستعيد المنطقة التي أُصلحت بنية مفيدة مع تحملها إجهادًا ميكانيكيًا متكررًا.
تحلل الهلام خلال نحو ثمانية أسابيع في الدراسة المذكورة. ويُعد هذا الاختفاء الموقّت جزءًا مهمًا من التصميم. فالهدف هو أن تساعد السقالة خلال فترة الالتئام ثم يمتصها الجسم، مما يقلل احتمال بقاء مادة دائمة في موضع الإصلاح.
آفاق واعدة، مع طريق طويل أمامها
لا تزال النتائج قبل سريرية. ولا تثبت النتائج في الجرذان أن المادة ستكون آمنة أو فعالة لدى البشر، كما أن الدراسة لا تمثل دليلًا على علاج سريري. وستكون هناك حاجة إلى مزيد من العمل لتحديد أداء المادة في نماذج إضافية، ومدى موثوقية ضبط خصائصها الميكانيكية لاستخدامات محددة، وما إذا كانت عملية التحلل واستجابة الالتئام مناسبتين للبشر.
ومع ذلك، تسلط الدراسة الضوء على اتجاه تصميمي في الطب التجديدي: مواد مؤقتة تجمع بين الدعم الهيكلي والقدرة على التكيف مع ميكانيكا النسيج الذي يجري إصلاحه. وإذا أمكن تطبيق هذا النهج خارج تجارب الأوتار الأولية، فقد يمنح الأطباء خيارًا آخر بين الخياطة البسيطة والمواد المزروعة الأكثر دوامًا.
في الوقت الراهن، يتمثل الإنجاز في إثبات قبل سريري لسقالة قابلة للتحلل الحيوي يمكن تغيير خصائصها، وارتبط استخدامها بالتئام أوتار أكثر تنظيمًا في الدراسة الحيوانية المذكورة. والسؤال التالي هو ما إذا كان الجمع نفسه بين الدعم المؤقت والصلابة القابلة للضبط قادرًا على تلبية المتطلبات الأكثر صعوبة لإصلاح الأنسجة الرخوة لدى البشر.
يستند هذا المقال إلى تقرير نشره Phys.org. اقرأ المقال الأصلي.
Originally published on phys.org