ساخت رگ مصنوعی نانوساختار مشابه عروق طبیعی بدن - سفر به روسیه

وی با تاکید بر اینکه عدم تطابق خواص مکانیکی گرافت (پیوند) عروقی و رگی در ناحیه آناستوموز (اتصال گرفت به رگ) منجر به رخداد هایپرپلازی اینتیما (افزایش تعداد یاخته های بهنجار در بافت یا عضو) می گردد، گفت: این رخداد عدم موفقیت گرافت به خصوص برای عروق طبیعی با قطر کمتر از 6 میلی متر را در پی دارد.

فتوره چی با بیان اینکه گرافت های تجاری نظیر ePTFE و داکرون به وفور برای جایگزینی عروقی با قطر بالاتر از 6 میلی متر که دارای جریان خون قابل توجه هستند، با نرخ ماندگاری 80 تا 90 درصد در بازه زمانی 5 سال به کار می رود، یادآور شد: به طور کلی بر خلاف عروق طبیعی، گرافت های تجاری در کرنش های پایین و نزدیک به فیزیولوژیک، تنش های بسیار بالاتری را تجربه می نمایند به طوری که مدول الاستیک گرافت های تجاری تا 10 برابر بالاتر از مدول الاستیک عروق طبیعی انسان در محدوده فشارهای فیزیولوژیکی است که این امر منجر به عدم موفقیت در پیوند می گردد.

وی اضافه نمود: بر این اساس گرافت های تجاری برای جایگزینی عروقی با قطر کمتر از 6 میلی متر، با موفقیت همراه نیست و منجر به گرفتگی گرافت خواهد شد. لذا احتیاج حیاتی برای جایگزین های عروق طبیعی قابل اتکا با خواص مکانیکی و بیولوژیکی نزدیک به عروق طبیعی احساس می گردد.

این محقق به چالش های موجود در عمل قلب باز اشاره نمود و شرح داد: در این نوع اعمال جراحی از رگ صافینوس برای جایگزینی شریان کرونر مسدود شده استفاده می گردد که در 50 درصد موارد بعد از گذشت 10 سال، عروض مجددا دچار گرفتگی شده و احتیاج به عمل بای پس مجدد است ضمن آنکه استفاده از عروق خود شخص موجب تحمیل یک جراحی اضافه به منظور برداشتن از یک قسمت و ایمپلنت در محل دیگر بیمار خواهد شد.

وی عدم تطابق خواص بیومکانیکی را مهمترین دلیل عدم موفقیت عروق مصنوعی برای جایگزینی عروقی با قطر کمتر از 6 میلی متر ذکر کرد و گفت: برای برطرف این چالش مطالعاتی با عنوان طراحی، ساخت و مشخصه یابی جایگزین عروقی نانو ساختار بر پایه پلی یورتان/نانولوله های کربن/ژلاتین در دانشگاه صنعتی امیرکبیر با هدف طراحی و ساخت عروق مصنوعی با خواص بیومکانیکی مشابه با شریان های سالم انسان اجرایی کردیم.

فتوره چی ماده اصلی استفاده شده در ساخت این عروق را پلی یورتان گرید پزشکی دانست و خاطر نشان کرد: در میان پلیمرهای زیست سازگار که برای طراحی و ساخت گرافت های عروقی استفاده می گردد پلی یورتان گرید پزشکی به سبب داشتن دو بخش نرم و سخت که در فرایند سنتز قابل کنترل است، مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است؛ چراکه گرافت های بر پایه پلی یورتان در مقایسه با گرافت های تجاری بسیار نرم تر بوده و انطباق بیشتری به عروق طبیعی دارد.

وی نانو لوله های کربن و پلیمر ژلاتین را از دیگر مواد استفاده شده در ساختار این رگ مصنوعی عنوان نمود و ادامه داد: همچنین سلول های اندوتلیال مورد احتیاج در این مطالعات به وسیله انستیتو پاستور تامین شد و برای اولین بار از نانو ساختار بر پایه پلی یورتان گرید پزشکی، نانو لوله های کربن و پلیمر ژلاتین برای ساخت عروق مصنوعی استفاده شد. عروق مصنوعی ساخته شده خواص مکانیکی بسیار مناسبی در مقایسه با شریان های سالم انسان دارد و همچنین بستر این عروق شرایط بسیار مناسبی برای رشد، تکثیر و چسبندکی سلول های اندوتلیال دارد.

به گفته این دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر 70 درصد از مواد به کار رفته در این پروژه در داخل کشور قابل تامین و 30 درصد آن وارداتی است ضمن آنکه کلیه فرایند ساخت و مباحث مربوط به آزمون های بیولوژیکی در داخل کشور اجرا شده است.

فتوره چی روش ساخت در این پروژه را روش الکتروریسی ذکر کرد و یادآور شد: این روش این امکان را به ما داد که ماده کامپوزیت را به شکل نانو فیبر فراوری کنیم ضمن آنکه رگ مصنوعی فراوری شده جاوی مجموعه ای از نانو فیبرها است. نانو فیبر ها به سبب تخلخل بالا و نسبت سطح به حجم بالا شباهت بی نظیری به ماتریس خارج سلولی دارد و بستر بسیار مناسبی برای رشد و چسبندگی سلولی خواهد بود.

وی با اشاره به نتایج مطلوب آزمون های مطالعات مکانیکی و بیولوژیکی خارج از بدن (In vitro) به دست آمده، اظهار کرد: بر این اساس نمونه های در حال آماده سازی برای استفاده در بدن گوسفند و جایگزینی شریان آئورت این حیوان هستیم. در صورت کسب نتایج مناسب اقدامات لازم برای تجاری سازی و همچنین دریافت مجوزهای لازم برای ایمپلنت کردن در بدن انسان صورت خواهد گرفت که معمولا این پروسه بین سه تا 10 سال زمان احتیاج دارد.

مجری طرح با اشاره به اهمیت دستاوردهای این مطالعات تاکید نمود: در 30 درصد موارد فرد بیمار به دلیل استفاده در عمل های قبلی و سن بالا در بدن خود رگ جایگزین مناسب ندارد که در این موارد احتیاج به عروق مصنوعی بیش از بیش احساس می گردد و در صورت نهایی سازی این طرح و دریافت مجوز های مربوط برای ایمپلت در بدن انسان، این طرح می تواند مسائل این بیماران را مرتعع کرد.

وی انتشار دو مقاله در دو ژورنال معتبر را از دیگر دستاوردهای این طرح نام برد.

این طرح از سوی دکتر رحیم فتوره چی دانش آموخته و به هدایت دکتر سید عطااله هاشمی و دکتر نبی اله ابوالفتحی و مشاوره دکتر عاطفه سلوک از اعضای هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و دکتر الکساندر سیفعلیان اجرایی شد.