نانو‌لوله‌های کربنی، پلی میان بافت‌های عصبی (خبر)

گروهی از محققان با تحقیق بر روی ساختار و خواص مواد، موفق به ساخت ایمپلنت‌هایی با قابلیت چسبندگی بیشتر و عوارض کمتر شده‌اند. در ساخت این ایمپلنت‌ها از یک رشته فیبر‌های کربنی با قابلیت زیست‌سازگاری بالا به عنوان داربست‌های بازسازی استفاده شده است.

لورا بالرینی، استاد SISSA و سرپرست مطالعات می‌گوید: « در زیر میکروسکوپ نانو‌لوله‌ها مانند لوله‌هایی در هم تنیده و گره‌خورده به نظر می‌رسند. نانو‌لوله‌ها برای نخستین بار توسط تیم ماریزیو-‌دی‌-کرسنزی از دانشگاه تور-وگاتای رم، جهت تمیز کردن هیدروکربن‌های آزاد شده در دریا مورد مطالعه قرار گرفتند. »

آن‌ها با الهام گرفتن از مشاهدات ماریزیو پراتو مشغول بررسی امکان استفاده از چنین موادی در بافت‌های عصبی شدند. هدف این پروژه بلند مدت و همکاری بین پراتو از دانشگاه Trieste و بالرینی از گروه SISSA، ایجاد هیبرید‌های سلول‌های عصبی به کمک نانومواد است.

در مطالعات حاضر بالرینی و تیمش، واکنش مواد به بافت‌های عصبی در شرایط آزمایشگاهی را بررسی کردند. صدف عثمانی دانشجوی فوق دکترای دانشگاه و نویسنده‌ی اول این مقاله می‌گوید: « ما دو بخش نخاع را از هم جدا کردیم و در فاصله ۳۰۰ میکرونی از هم کشت دادیم. »

آن‌ها توانتستند رشد یک رشته‌ی عصبی که به صورت بسته‌های مستقیم در هر جهتی گسترش می‌یافت را بدون وجود هیچ داربست بازسازی در فضای بین دو بخش مشاهده کنند. این رشد لزوما به سمت بافت‌های دیگر نبود.

عثمانی در ادامه گفت: « در صورت وارد شدن یک قطعه کوچک اسفنجی از کربن در فضای بین این دو بخش، می‌توان شاهد رشد متراکم بافت‌های عصبی و پر شدن ساختار و در هم آمیختن آن با نمونه‌های دیگر بود. »

با این حال مشاهده رسیدن فیبر به نمونه‌ی مقابل کافی نیست. پژوهشگر دانشگاه Trieste و یکی از نویسندگان این مقاله اشاره می‌کند: « یک اتصال کاربردی بین دو توده از سلول های عصبی وجود دارد. »

دیوید زوکولان، پروفسور SISSA، و تیمش در این تحقیقات نقش بسیار مهمی داشتند. آن‌ها با استفاده از روش‌های تجزیه و تحلیل سیگنالی که ارائه کرده بودند، دو نکته مهم را اثبات  کردند. اول آن که فعالیت‌های عصبی خودکار در دو نمونه در واقع با هم در ارتباط بودند، که نشان می‌دهد یک اتصال بین دو نمونه بر قرار است و در فقدان اسفنج از بین می‌رود. دوم آن که اعمال یک سیگنال الکتریکی به یکی از نمونه‌ها باعث فعالیت نمونه‌ی دوم می‌شود و این اتفاق تنها در حضور نانولوله ها رخ می‌دهد.

نتیجه آزمایش‌ها کاملا مثبت بود ولی این برای بالرینی و همکارانش کافی نبود. به گفته‌ی بالرینی برای ادامه کار باید به مطالعه‌ی ظرفیت ابزار‌های حیاتی و این که آیا این مواد توسط ارگانیسم‌های زنده بدون عواقب منفی پذیرفته می‌شوند یا نه، پرداخته شود. جهت انجام این آزمایش‌ها بالرینی و تیمش با محقق فوق دکترای SISSA و یکی از اعضای تیم زوکولان، فردریک سوسلی مشغول به کار شدند.

به گفته ی عثمانی، بخش‌های کوچکی از این مواد در داخل مغز جوندگان کاشته شدند و پس از گذشت چهار هفته مشاهده شد که این مواد به خوبی با بدن موجود زنده سازگارند. زخم‌های معدودی به عنوان پاسخ ایمنی وجود داشت اما سایر شاخص‌های زیستی نشان دادند که می‌توان پیامد‌های مثبتی را انتظار داشت. حمله‌هایی تدریجی بین سلول‌های عصبی و اسفنج مشاهده شد، اما در تمام مدت ۴ هفته، موش زنده و سالم بود.

در پایان بالرینی می‌گوید: « نتایج بسیار عالی ساختاری و عملکردی در این مرحله، در شرایط آزمایشگاهی و برون‌تنی، زیست‌سازگاری را نشان دادند و ما را به ادامه‌ی تحقیقات امیدوار کردند. این مواد برای پوشش الکترود‌های مورد استفاده در درمان اختلالات حرکتی، مانند پارکینسون کارآمد خواهند بود، زیرا به خوبی توسط بافت‌ها پذیرفته می‌شوند. این در حالی است که ایمپلنت‌های امروزی به علت ایجاد بافت اسکار اثر کمتری دارند. امیدواریم این پروژه سایر تیم‌های تحقیقاتی  با تخصص‌های بین‌رشته‌ای را جهت گسترش این بخش از مطالعات تشویق نماید. »