سلولز باکتریایی برای تجربه زیبایی شنیدن

به گزارش مجله خبری نگار/جام‌جم: تولید اندام‌های بدن با روش‌های الهام‌گرفته ازشرایط زیستی سلول‌ها در محیط آزمایشگاه به یکی ازحوزه‌های پیشرو درزمینه پزشکی بازساختی تبدیل شده است. درهمین راستا محققان دانشگاه امیرکبیر ودانشگاه پیزای ایتالیا باهمکاری ستاد نانو ومرکز صنعتی‌سازی نانوفناوری کاربردی (ICAN) محصول جدیدی را با نام «پرده گوش مصنوعی» توسعه داده‌اند.

این محصول، با روشی موسوم به الکتروریسی که در آن الیاف با قطر‌هایی در محدوده نانومتر تولید می‌شود، ساخته شده است و بدون نیاز به عمل جراحی و بیهوشی، برای ترمیم پرده گوش مورد استفاده قرار می‌گیرد.
پرده گوش یا تیمپانوم (Tympanic membrane) غشایی در داخل گوش خارجی است که وظیفه تبدیل امواج صوتی به ارتعاشات مکانیکی را بر عهده دارد. این ساختار حساس در گوش که به‌عنوان پوششی نرم برای داخل گوش کار می‌کند، از سه لایه تشکیل شده است. اولین لایه، لایه بیرونی است که با محیط خارجی در ارتباط بوده و شامل پوست و بافت زیرین آن است. دومین لایه، لایه میانی است که شامل بافت هم‌بند بوده و به‌عنوان لایه فیبروز معروف است و سومین لایه، لایه داخلی پرده‌گوش شامل بافت لایه‌ای و دارای سلول‌های عصبی مخصوص دریافت ارتعاشات صوتی است.

محافظ آسیب‌پذیر

وظیفه پرده گوش، حفظ تعادل فشار هوا در داخل و خارج ساختار گوش است که عملکرد آن، باعث حفاظت از گوش در برابر آسیب‌ها و صدا‌های زیاد می‌شود، اما این ساختار حساس خود نیز می‌تواند در معرض آسیب‌های زیادی قرار بگیرد و مشکلات شنوایی و حتی ناراحتی‌های اجتماعی و روانی در پی داشته باشد. آسیب به پرده گوش می‌تواند در هر سه لایه صورت بگیرد، اما بیشترین خطر آسیب به پرده گوش، مربوط به لایه میانی یا لایه فیبروز است که به‌دلیل انعطاف‌پذیری کمتر نسبت به لایه‌های دیگر، آسیب‌پذیرتر است.

این لایه در معرض ضربه‌های شدید، فشار و کشیدگی‌های بالا قرار دارد و ممکن است در صورت تحمل فشار و کشیدگی بیش از حد، پاره شده و باعث آسیب به پرده گوش شود. التهاب و عفونت، ضربه‌به سر، استفاده بیش از حد از وسایل شنوایی یا پیری و ضعف ساختار هرکدام می‌توانند باعث آسیب و در نتیجه کاهش شنوایی و گاهی‌اوقات نابودی کامل پرده گوش شوند و همین امر، اهمیت روش‌های ترمیم پرده گوش را دوچندان می‌کند. درحال‌حاضر، روش‌های مختلفی برای ترمیم پرده گوش وجود دارد که شامل عمل جراحی، استفاده از پروتز‌های گوش یا درمان‌های دارویی است. بااین‌حال، این روش‌ها همیشه به‌خوبی عمل نمی‌کند و ممکن است باعث عوارض جانبی مثل خطر عفونت، خونریزی، تغییر در شکل گوش، افتادگی پرده گوش، کاهش شنوایی یا ناکارآمدی شوند.

پانسمانی برای پرده گوش

برای حل چالش‌های درمان پرده گوش، محققان دانشگاه پیزای ایتالیا و دانشگاه امیرکبیر با همکاری ستاد نانو و مرکز صنعتی‌سازی نانوفناوری کاربردی، محصول جدیدی با نام «پرده گوش مصنوعی» را توسعه داده‌اند. عاطفه راستی، دانشجوی دانشگاه امیرکبیر و از اعضای این تیم تحقیقاتی در مورد این محصول می‌گوید: «محصول پانسمان برای پارگی پرده گوش، با استفاده از سلولز باکتریایی و فرآیند الکتروریسی، بدون نیاز به عمل جراحی و بیهوشی، برای ترمیم پرده گوش استفاده می‌شود. همچنین با استفاده از نانوذرات کایتین، خاصیت ضدالتهاب و ضدمیکروبی روی آن تقویت شده است.» به گفته راستی، تست‌های مختلفی ازجمله تست حیوانی و کارآزمایی انسانی آزمایشگاهی، با استفاده از سلول‌های انسانی در ابعاد آزمایشگاهی، روی این محصول انجام شده است که با توجه به نتایج مثبت این آزمون‌ها، محصول پانسمان برای پارگی پرده گوش، می‌تواند به‌عنوان راه‌حلی جدید و کارآمد در ترمیم پرده گوش مورد استفاده قرار گیرد.

این محقق در ارتباط با فرآیند همکاری بین‌المللی در این پروژه تصریح می‌کند: «ایده اولیه این پروژه در دانشگاه پیزای ایتالیا مطرح شد. سپس دکتر بهاره عظیمی و دکتر سرنا دانتی از دانشگاه پیزای ایتالیا با همکاری دکتر باقرزاده، رئیس پژوهشکده نساجی دانشگاه امیرکبیر و دکترمسعود لطیفی، عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، این محصول را در پژوهشکده نساجی دانشگاه امیرکبیر توسعه دادند.»

در مسیر تجاری‌سازی

این دانشجوی دانشگاه امیرکبیر در ارتباط با مزیت‌ها ومصارف این محصول نانویی می‌افزاید: «از مهم‌ترین مزیت‌های این غشا یا فیلتر (membrane) که درحال‌حاضر توسعه داده شده و دربسته‌بندی صنایع دارویی، غذایی و تجهیزات پزشکی استفاده می‌شود، بحث کاهش میزان التهاب و نداشتن تجمع میکروب و باکتری در حین بهبود پرده گوش میانی است. مزیت دوم آن، استفاده از سلولز باکتریایی است که خالص‌ترین نوع سلولز مورد استفاده در این نوع غشا‌هاست که در فرم شبکه‌های الیافی در مقیاس نانو تولید شدند و این خود باعث شده که تکثیر و رشد سلول در آن ساختار ارتقا پیدا کند.» از عاطفه راستی در ارتباط با تجاری‌سازی این محصول پرسیدیم که در پاسخ می‌گوید: «محصول پرده گوش مصنوعی، با توجه به ویژگی‌های منحصربه‌فرد آن، می‌تواند به‌عنوان راه‌حلی جدید و کارآمد در ترمیم پرده گوش مورد استفاده قرار گیرد. درحال‌حاضر، این محصول در مرحله آزمایش‌های اولیه قرار دارد و تلاش برای ورود به ابعاد صنعتی و تجاری آن در جریان است. این محصول می‌تواند گامی مهم در جهت بهبود شنوایی افراد با مشکل پرده گوش باشد و امیدواریم که در آینده نزدیک، بتوانیم شاهد استفاده گسترده از این محصول باشیم.»

ترمیم با نانوالیاف

شبکه الیافی الکتروریسی سلولزی باکتری با پوشش نانوفیبریل کیتین، روشی جدید برای ترمیم پرده میانی گوش است. در این روش، یک شبکه الیافی سلولزی باکتری با پوشش نانو فیبریل کیتین به‌عنوان بستر ترمیمی برای پرده میانی گوش استفاده می‌شود. این شبکه الیافی به‌دلیل وجود الکتروریسی سلولز، قابلیت تحریک نورون‌ها را داراست و با پوشش نانو فیبریل کیتین، مقاومت و استحکام بالایی را نیز به دست می‌آورد. در ارتباط با استفاده از روش الکتروریسی نیز باید گفت این روش نوعی فرآیند فیزیکی است که به کمک آن می‌توان مواد را به شکل نازک و رویه‌ای تهیه کرد. در مورد ساخت پرده گوش، این فرآیند می‌تواند به‌عنوان روشی موثر جهت تولید پوشش نازک سلولزی برای پرده گوش مصنوعی مورد استفاده قرار بگیرد. از مزایای این روش می‌توان به نیاز نداشتن به جراحی و عمل زیر بینی، نیاز نداشتن به دوره نقاهت برای بازگشت به حالت عادی پس از عمل، کاهش خطر عفونت و همچنین قابلیت استفاده برای ترمیم پرده میانی گوش در افرادی با سن بالا و بیماری‌های زمینه‌ای اشاره کرد.