هیدروژل های مبتنی بر ترمیم و بازسازی قلبی

هیدروژل های مبتنی بر ترمیم و بازسازی قلبی در درمان انفارکتوس میوکارد(Moycardial infraction)

یک بیماری تهدید کننده‌ی زندگی: انفارکتوس میوکارد(Moycardial infraction)
انفارکتوس میوکارد(Moycardial infraction)، یا همان حمله قلبی، یک بیماری جدی است که می‌تواند عواقب وخیمی داشته باشد. در این بیماری، جریان خون به بخشی از قلب مسدود می‌شود که منجر به مرگ تعداد زیادی از سلول‌های قلبی می‌شود. این بیماری می‌تواند قلب را ضعیف کرده، بطن چپ را بزرگ کند ، عملکرد قلب را مختل کرده و در نهایت به نارسایی قلبی منجر شود.
“امیدبخش بودن درمان‌های مبتنی بر هیدروژل”
با توجه به کمبود اهداکنندگان قلب و نبود درمان‌های بالینی مؤثر، محققان به سمت بیومواد نوآورانه‌ای مانند هیدروژل‌ها روی آورده‌اند تا با چالش‌های ناشی از انفارکتوس میوکارد (Moycardial infraction )مقابله کنند. هیدروژل‌ها شبکه‌های پلیمری جذب‌کننده‌ی آب هستند که می‌توانند برای تقلید از محیط طبیعی بافت قلب مهندسی شوند.
“انواع هیدروژل‌ها برای مهندسی بافت قلبی”
برای مقابله با مراحل مختلف انفارکتوس میوکارد(Moycardial infraction)، محققان انواع مختلفی از هیدروژل‌ها را توسعه داده‌اند:

1.هیدروژل‌های طبیعی: این هیدروژل‌ها از منابع طبیعی مانند کلاژن، فیبرین و هیالورونیک اسید مشتق شده‌اند و محیطی آشنا برای رشد و ترمیم بافت آسیب‌دیده توسط سلول‌ها فراهم می‌کنند.

2.هیدروژل‌های هوشمند: این هیدروژل‌ها می‌توانند به محرک‌های خاصی مانند تغییرات دما یا pH پاسخ دهند که امکان رهایش کنترل‌شده‌ی دارو و بازسازی هدفمند بافت را فراهم می‌کند.

3.هیدروژل‌های بارگذاری شده با فاکتورهای رشد: با افزودن فاکتورهای رشد، این هیدروژل‌ها می‌توانند تکثیر و تمایز سلولی را تحریک کرده و روند بهبودی را تسریع کنند.

4.هیدروژل‌های بارگذاری شده با سلول‌های بنیادی: سلول‌های بنیادی، زمانی که در هیدروژل‌ها قرار می‌گیرند، می‌توانند به انواع مختلف سلول‌های قلبی تمایز یافته و به بازسازی بافت کمک کنند.

5.هیدروژل‌های بارگذاری شده با میکرو RNA: میکرو RNAها، RNAهای غیر کدکننده‌ی کوچک، می‌توانند بیان ژن را تنظیم کرده و رفتار سلولی را تحت تأثیر قرار دهند. با افزودن میکرو RNAها به هیدروژل‌ها، محققان می‌توانند روند بهبودی را تعدیل کنند.

“آینده‌ی درمان‌های قلبی مبتنی بر هیدروژل”
اگرچه بسیاری از درمان‌های مبتنی بر هیدروژل هنوز در مرحله پیش‌بالینی هستند و نیاز به آزمایش‌های بالینی بیشتری دارند، پتانسیل آن‌ها برای درمان انفارکتوس میوکارد بسیار امیدوارکننده است. با پیشرفت درک از فناوری هیدروژل و زیست‌شناسی قلب، می‌توان استراتژی‌های مؤثری برای ترمیم قلب‌های آسیب‌دیده و بهبود کیفیت زندگی افراد مبتلا به این بیماری ویرانگر توسعه داد .

چشم انداز:
هیدروژل به عنوان یک ماده زیستی مهم، دارای ظرفیت تورم و جذب خوبی است و میل ترکیبی بالایی با بافت بدن دارد. پس از اصلاح با روش های مختلف، به عنوان یک سیستم تحویل، پیشرفتی را در زمینه بیومواد قلبی نشان می دهد و چشم انداز کاربردی بسیار خوبی را نشان می دهد
هیدروژل دو مزیت متمایز را در درمان انفارکتوس میوکارد در مقایسه با مواد دیگر ارائه می دهد: از یک طرف، پشتیبانی مکانیکی برای دیواره بطن فراهم می کند. ساختار اسکلت سه بعدی هیدروژل می تواند عملکرد قلب را با افزایش ضخامت دیواره بطن، کاهش استرس بطن، محدود کردن تنش سیستولیک و بهبود بازسازی میوکارد بهبود بخشد. از سوی دیگر، هیدروژل ها با تقلید از ماتریکس خارج سلولی و ریزمحیط میوکارد، عملکردهای درمانی و ترمیمی خود را بیشتر انجام می دهند. هیدروژل به خوبی می تواند ماتریکس خارج سلولی را شبیه سازی کند، بیان عوامل التهابی را کاهش دهد، آپوپتوز سلولی را مهار کند، در نتیجه فیبروز میوکارد را مهار کند، و زمان عملکرد مواد بارگذاری شده (از جمله سلول های بنیادی، عوامل فعال زیستی و غیره) را در میوکارد افزایش دهد. درک مکانیسم های فیزیولوژیکی و پاتولوژیک پس از انفارکتوس میوکارد برای توسعه بیومواد جدید ضروری است. با ترکیب مکانیسم پاتولوژیک با مواد، درمان موضعی مناسب تری برای قلب ایجاد می شود.
هیدروژل‌ها برای مهندسی بافت قلب پیشرفت چشمگیری داشته‌اند، اما هنوز باید چالش‌های زیادی پیش از استفاده ایمن از این روش‌ها در عمل بالینی برطرف شود. به عنوان مثال، انتخاب مواد برای ترمیم قلب، دوز تزریق، زمان تزریق و توزیع مواد عوامل کلیدی هستند که نیاز به مطالعه بیشتر دارند. در نتیجه، مطالعات پیش بالینی باید در مدل های حیوانی بزرگ با فعالیت های فیزیولوژیکی مشابه قلب انسان انجام شود. این مطالعات باید نتایج طولانی مدت را پوشش دهد و واکنش بدن را پس از تزریق طولانی مدت به دقت مشاهده کند. مشکلات ایمنی مرتبط و مکانیسم عمل پس از تزریق هیدروژل نیز نیاز به مطالعه دارد، از جمله اینکه چگونه می توان این مشکل را حل کرد که هیدروژل تزریق شده در موقعیت اشتباه تزریق شده است یا نمی تواند به بافت خاص برسد. علاوه بر این، برای اینکه هیدروژل‌ها دارای ایمنی کافی، اثربخشی و تاییدیه نظارتی ایده‌آل و شواهد استفاده بالینی باشند، دانشمندان بیومواد، شیمی‌دانان و زیست‌شناسان باید با یکدیگر همکاری کنند تا به تدریج آستانه تبدیل بالینی هیدروژل‌ها را کاهش دهند و دامنه تحقیقات بالینی را بیشتر گسترش دهند. کاربرد هیدروژل ها پیش‌بینی می‌شود که در آینده نزدیک، هیدروژل‌های تزریقی و تکه‌های قلبی، امید و اعتماد بیشتری را برای تعداد فزاینده‌ای از بیماران سکته قلبی به ارمغان بیاورد و در نهایت به نفع سلامتی آنها باشد.

:Reference

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590006424000371