Bilim adamları 'akıllı' yara iyileştirme tekniği tasarlar
Dergide yayınlanan yeni araştırma Gelişmiş Malzemeler, "yara iyileşmesini sağlamak için dokularla aktif olarak çalışan yeni nesil malzemeler" in yolunu açıyor.
Amerika Birleşik Devletleri'nde giderek daha fazla cerrahi prosedür yapıldıkça, cerrahi alan enfeksiyonlarının sayısı da artmaktadır.
İyileşmeyen kronik yaralar - diyabette meydana gelenler gibi - genellikle biyofilm şeklinde çok çeşitli bakterileri barındırır.
Bu tür biyofilm bakterileri genellikle tedaviye çok dirençlidir ve antimikrobiyal direnç, yalnızca bu yaraların enfekte olma olasılığını artırır.
Son tahminlere göre, kronik yaralar ABD'de yaklaşık 5,7 milyon kişiyi etkiliyor. Bazı kronik yaralar, diyabetik ülserlerde olduğu gibi, ampütasyonlara neden olabilir.
Küresel düzeyde, araştırmacılar her 30 saniyede bir kronik, iyileşmeyen diyabetik ülserin bir amputasyona neden olduğunu tahmin ediyorlar.
Bu bağlamda, yenilikçi, etkili yara iyileştirme yöntemlerine ciddi bir ihtiyaç vardır. Yeni araştırmalar, bilim adamları vücudun doğal iyileştirme güçlerinden yararlanmaya yardımcı olan bir molekül tasarladıkları için bu konuda umut vaat ettiğini gösteriyor.
Moleküller, çekiş gücü ile etkinleştirilen yükler (TrAP'ler) olarak adlandırılır. Kolajen gibi maddelerin vücut dokularıyla daha doğal bir şekilde etkileşime girmesine yardımcı olan büyüme faktörleridir.
Birleşik Krallık'taki Imperial College London'da mühendislik bölümünde öğretim görevlisi olan Ph.D. Ben Almquist, yeni araştırmaya liderlik etti.
TrAP teknolojisi ve yara iyileşmesi
Kolajen gibi materyaller genellikle yara iyileşmesinde kullanılır. Örneğin, kolajen süngerler yanık yaralanmalarını tedavi edebilir ve kolajen implantlar kemiklerin yenilenmesine yardımcı olabilir.
Fakat kolajen doku ile nasıl etkileşime girer? Sözde iskele implantlarında hücreler, kollajen yapı boyunca hareket ederek iskeleyi kendileriyle birlikte çekerler. Bu, dokunun yenilenmesine yardımcı olan büyüme faktörleri gibi iyileştirici proteinleri tetikler.
Yeni çalışmada Almquist ve ekibi, bu doğal süreci yeniden yaratmak için TrAP moleküllerini tasarladı. Bilim adamları, DNA ipliklerini proteinlere bağlanan üç boyutlu şekiller olan aptamerlere "katladılar".
Ardından, hücrelerin kavraması için bir "tutacak" tasarladılar. Sapın bir ucuna hücreleri ve diğer ucuna bir kolajen iskelesi bağladılar.
Laboratuar testleri, hücrelerin, kollajen implantlarından geçerken TrAP'leri sürüklediğini ortaya çıkardı. Buna karşılık, doku içindeki iyileşme sürecini tetikleyen bu aktif büyüme proteinleri.
Bilim adamları, bu tekniğin doğal dünyada var olan iyileştirme süreçlerini yeniden yarattığını açıklıyor. Almquist, “İyileşmeyi etkinleştirmek için hücre hareketini kullanmak, deniz süngerlerinden insanlara kadar çeşitli canlılarda bulunur” diyor.
"Yaklaşımımız onları taklit ediyor ve iyileşmeyi desteklemek için zamanla hasarlı dokumuza gelen farklı hücre türleriyle aktif olarak çalışıyor" diye ekliyor.
"Yeni nesil" şifa malzemeleri
Araştırma ayrıca, hücresel tutamacın ince ayarının, TrAP'lara bağlanabilen ve tutunabilen hücre tipini değiştirdiğini ortaya çıkardı.
Buna karşılık, bu, TrAP'lerin sapa bağlanmış hücrelere dayalı olarak kişiselleştirilmiş rejeneratif proteinleri serbest bırakmasını sağlar.
Farklı hücre türlerine bu uyarlanabilirlik, tekniğin kemik kırılmalarından kalp krizlerinin neden olduğu yara dokusu yaralanmalarına ve sinir hasarından diyabetik ülserlere kadar çeşitli yaralara uygulanabileceği anlamına gelir.
Son olarak, aptamerler halihazırda klinik insan kullanımına yönelik ilaçlar olarak onaylanmıştır; bu, TrAP tekniğinin daha sonra değil, daha kısa sürede yaygın olarak kullanılabileceği anlamına gelebilir.
Almquist, "TrAP teknolojisi, yarayla aktif olarak iletişim kuran ve ihtiyaç duyulduğunda ve nerede önemli talimatlar veren malzemeler oluşturmak için esnek bir yöntem sağlıyor" diye açıklıyor.
"Bu tür akıllı, dinamik iyileşme, iyileşme sürecinin her aşamasında yararlıdır, vücudun iyileşme şansını artırma potansiyeline sahiptir ve birçok farklı yara türü üzerinde geniş kapsamlı kullanımları vardır" diye ekliyor.
Araştırmacı şu sonuca varıyor: "Teknolojisinin, hasarlı dokuları iyileştirmek için birlikte çalışmak üzere zaman içinde farklı hücreleri yöneterek, yara onarımının bir kondüktörü olarak hizmet etme potansiyeli var."
"Teknolojimiz, iyileşmeyi sağlamak için dokularla aktif olarak çalışan yeni nesil malzemelerin piyasaya sürülmesine yardımcı olabilir."
Ben Almquist, Ph.D.
