زیست شناسی مولکولی کاربردی

زیست شناسی مولکولی کاربردی

زیست‌مواد پیشرفته در مهندسی بافت و پزشکی بازساختی: پیشرفت‌های کنونی، فناوری‌های نوظهور و چالش‌های آینده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه علوم جانوری و زیست شناسی دریا، دانشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
چکیده
در سال‌های اخیر، مهندسی بافت و پزشکی بازساختی با پیشرفت قابل توجهی در طراحی و توسعه زیست‌مواد همراه بوده‌اند. زیست‌مواد نوین با ایفای نقشی مهم در داربست سلولی، از طریق شبیه‌سازی ماتریس خارج سلولی قادر به تنظیم رفتار سلولی و هدایت فرایند بازسازی بافت هستند. در این میان، انواع مختلف زیست‌مواد شامل فلزات، زیست‌سرامیک‌ها، پلیمرهای طبیعی و سنتزی و کامپوزیت‌های زیستی در کشت بافت مورد استفاده قرار گرفته‌اند و هم‌زمان سامانه‌های نوینی نظیر هیدروژل‌ها، سوبستراهای الگوگذاری‌شده، زیست‌مواد هوشمند و نانوبیومتریال‌ها توانسته‌اند تعامل میان سلول و داربست را بهبود بخشند. مطالعات اخیر نشان داده‌اند که هیدروژل‌ها و مواد بیومیمتیک (Biomimetic) به دلیل شباهت ساختاری و عملکردی به ماتریکس خارج سلولی (ECM) طبیعی، محیط مناسبی برای چسبندگی، تکثیر و تمایز سلولی فراهم می‌کنند. همچنین فناوری چاپ زیستی سه‌بعدی و استفاده از جوهرهای زیستی برپایه پلیمرهای زیستی، امکان تولید ساختارهای پیچیده و قابل کنترل را در مهندسی بافت فراهم کرده‌اند. در کنار این پیشرفت‌ها، استفاده از نانوالیاف و نانوکامپوزیت‌ها موجب بهبود خواص مکانیکی و زیستی داربست‌ها شده و شباهت بیشتری به ساختار طبیعی بافت ایجاد کرده است. با وجود این پیشرفت‌ها، چالش‌هایی مانند رگ‌زایی ناکافی، پاسخ‌های ایمنی، کنترل نرخ تخریب زیستی و انتقال فناوری به مقیاس بالینی همچنان از محدودیت‌های اصلی این حوزه به شمار می‌روند. به طور کلی، روند فعلی پژوهش‌ها به سمت طراحی زیست‌مواد هوشمند، چندمنظوره و شخصی‌سازی‌شده حرکت می‌کند تا بتوانند تعاملات سلولی را با دقت بیشتری کنترل کرده و فرایند بازسازی بافت را بهبود بخشند.
کلیدواژه‌ها