بخشی از مقاله
خلاصه
در این تحقیق با بیان مختصری از اجزای سازنده پوست، انواع زخمها و مراحل ترمیم پوست سعی شد که بستری برای بیان نقش و اهمیت استفاده از زخمپوشها و داربستهای مهندسی بافت پوست فراهم شود.پلیمرهای طبیعی به دلیل سازگاری با طبیعت به شدت مورد توجه هستند به ویژه در صنایع غذایی و پزشکی چرا که این پلیمرها غیر سمی بوده و به راحتی تجزیه پذیر هستند. این پلیمر ها از منابع مختلفی بدست می آیند، بازهی وسیعی از بایوپلیمرها، پلی ساکارید ها و پروتئین ها هستند. برق ریسی پلی ساکارید ها کاربردهای بسیاری از جمله زخم پوشها و جداسازی غشایی پروتئین ها و ...دارند. به عنوان مثال، کیتوسان یک پلیمر زیستی غیر سمی، ضد باکتری، زیست تخریبپذیر و زیستسازگار میباشد. به دلیل این خواص، کیتوسان در مصارف زیست پزشکی مانند مهندسی بافت کاربرد زیادی دارد. اما، خواص مکانیکی کیتوسان ضعیف میباشد و میتوان با ترکیب آن با پلیمری با خواص مکانیکی بالا به هر دو ویژگی مهم دست یافت.
زمانی که هدف، تهیه داربست پلیمری مناسب برای مهندسی بافت پوست و ترمیم زخمهای پوستی باشد، فرآیند برقریسی میتواند گزینه بسیار مناسبی برای دستیابی به این هدف باشد. با استفاده از فرآیند برقریسی میتوان داربستهای پلیمری با ساختار متشکل از نانوالیاف تهیه نمود. اخیرا، از فرآیند برقریسی برای تولید غشاهای نانوالیاف که میتواند مشابه ماتریس فراسلولی - ECM - را فراهم کند استفادههای زیادی میشود. حال، مزیت ساختار نانوالیاف در مهندسی بافت پوست، مزیت و توانایی روش برقریسی در تولید نانوالیاف و میزان مؤثر بودن غشاهای پلیمری تهیه شده با این روش در بهبود فرآیند ترمیم زخم علت انتخاب فرآیند برقریسی را میتواند بیان کند. سپس به تشریح فرآیند برقریسی پرداخته و عوامل تأثیرگذار در این فرآیند را شرح میدهیم..
کلمات کلیدی: برقریسی، مهندسی بافت پوست، نانو الیاف
.1 مقدمه
1.1 پوست، زخم، ترمیم
پوست بزرگترین اندام بدن میباشد که کل سطح بدن را پوشش و محافظت میکند و تقریبا 15 درصد کل جرم بدن را تشکیل میدهد. همانطور که در شکل1 مشاهده میشود، پوست از 3 لایه به هم متصل تشکیل شده است: اپیدرم ، درم ، هیپودرم . لایه بیرونی، اپیدرم، خواص تراوایی حیاتی پوست را فراهم مینماید. اپیدرم، به طور عمده از لایههای کراتینوسایت که در مرحلههای متفاوت تکثیر قرار دارند تشکیل شده است، با این حال، شامل سلولهای دیگر مانند ملانوسیتها میباشد. درم با یک غشای زیرن از اپیدرم جدا میشود که به طور عمده شامل ماتریس فراسلولی غنی از کلاژن، الاستین، هایالورنان و پرتوگلایکونها به منظور تهیه الاستیسیته و مقاومت مکانیکی پوست میباشد. فیبروبلاست، بیشترین نوع سلول حاضر در درم میباشد که مسئول تولید و سنتز اجزای ماتریس فراسلولی است.سلولهای اندوتلیال که رگهای خونی را شکل میدهد نیز در این بخش پوست بسیار یافت میشود.
هیپودرم، نیز شامل بافت چربی میباشد که به خوبی رگ زایی شده است و در تنظیم حرارت و خواص مکانیکی پوست تاثیر گذار میباشد .[1]زخمها بر اساس طبیعت ترمیم زخم به دو دسته حاد و مزمن تقسیم میشود. زخم حاد، به صورت کامل بهبود مییابد در حالی که حداقل اسکار - scar - را ایجاد میکند. دوره ترمیم آن در مدت زمان تعریف شده بین 12-8 هفته میباشد. مانند زخمهای ناشی از بریدگی، سوختگی، پارگی، سائیدگی، آسیبهای شیمیایی. زخم مزمن، مراحل ترمیم آن بسیار به کندی پیش میرود و معمولا زیر 12 هفته بهبود نمییابد. زخمهای ناشی از شرایط بد مداوم فیزیولوژیک، دیابت و عفونتها، مزمن میباشد.در این زخمها پیوستگی مراحل بهبود از بین میرود.زخمهای مزمن مانند Ulcer - زخم بستر و یا زخم ناشی از فشار مستمر - و یا Leg ulcer - ناشی از تروما و کم خونیهای موضعی - میباشد. [3]
زخمها همچنین بر اساس تعداد لایههای درگیر و مساحت پوست آسیب دیده نیز تقسیم میشود. زخمی که لایه اپیدرمال پوست و لایههای سطحیتر درمال را از بین می برد، superficial wound نام دارد. زخمی که علاوه براپیدرمال شامل لایههای عمقیتر درمال که حاوی پیازهای مو ، غدد عرق و رگهای خونی میباشد را partial thickness wound مینامند. زمانی که بافت چربی لایه زیرپوست - هیپودرم - و ماهیچه زیر آن آسیب ببیند، fullthickness wound رخ داده است .[3]ترمیم زخم، یک فرآیند بیولوژیک است که موجب بازسازی بافت می شود. فرآیند ترمیم زخم توسط Schultz در 5 مرحله که در بعضی از موارد نیز وقوع زمانی یکسانی دارند تعریف میشود که شامل فرایندهای سلولی و بیوشیمیایی میباشد. این مراحل شامل هموستاز - hemostasis - ، آماس - inflammation - ، مهاجرت - migration - ، تکثیر - proliferation - و فاز بالغ شدن - maturation phases - است .[3]
2.1 داربست
در عصر نوین پزشکی، مهندسی بافت به عنوان گزینهای جدید برای جایگزینی بافت و ترمیم اندامها مطرح است .[4] تقاضای رو به افزایش کاشت اندامها در بیماران از یک سو و کاهش اعضای پیوندی در دسترس از سوی دیگر، نیاز به بسط و پیشرفت در علم مهندسی بافت و ترمیم اندامها را دو چندان میکند .[5] ایجاد چنین جایگزینی نیازمند داربستی سه بعدی، متخلخل، زیستسازگار و ترجیحا زیستتخریبپذیر است که ماتریس خارج سلولی را تقلید کرده، بستر مناسبی برای چسبندگی و رشد سلول فراهم کند.دستیابی به خواص فوق با انتخاب دقیق پلیمر، اجزای افزودنی و روش ساخت داربست امکانپذیر است. سلامتی و امنیت بیمار یکی از اصلیترین عوامل در کاربردهای مهندسی بافت است. به این دلیل زیستسازگاری و زیستتخریبپذیری داربست از اولین ملزومات است.
نرخ زیستتخریبپذیری و محصولات حاصل از تخریب باید به گونهای باشد که داربست در بازهی زمانی مورد نیاز عملکرد خود را حفظ کرده، در حین تخریب محصولات جانبی سمی تولید نکند. هندسه داربست باید به گونهای باشد که سلولها را برای تشکیل بافت جدید هدایت کرده، مهاجرت و رشد سلولها را تسهیل کند و نیز خواص انتقال جرم آن برای تبادل مواد مغذی و ضایعات کارآمدی لازم را داشته باشد .[6] به همین علت است که میزان و اندازه نخلخل و بهمپیوستگی تخلخل داربست به عنوان عامل کلیدی ایفای نقش میکند، زیرا داربستهای با اندازه تخلخل بالا و بهمپیوستگی مناسب به علت دارا بودن نسبت سطح به حجم بالا، امکان تغذیه مناسب و دفع ضایعات متابولیک را فراهم نموده، احتمال چسبندگی سلول و رگزایی بافت جدید را به شدت افزایش میدهد.
خواص مکانیکی داربست نیز یکی دیگر از عوامل مهم در کارایی مناسب داربست است. انتخاب دقیق پلیمر مناسب، هندسهی داربست، بکارگیری افزودنیهای استحکامبخش و نهایتا روش تولید همگی در خواص مکانیکی داربست نهایی موثرند. برای مثال استفاده از پلیمرهای بلورین بطور قابل توجهی استحکام مکانیکی را افزایش و نرخ تخریب را کاهش میدهد. بدین ترتیب اگر روش تولید داربست بلورینگی پلیمر را کاهش دهد، استحکام داربست نهایی را تضعیف کرده است. شیمی سطح پلیمر مورد استفاده نیز در کارایی داربست اهمیت بسزایی دارد. اساسا پلیمرهای آبگریز دارای خواص مکانیکی بهتری هستند اما برهمکنش آنها با پروتئینهای جذب شده بر روی سطح باعث از بین رفتن پلیمرها میشود.
3.1 تاریخچه فرآیند برقریسی
