اخبار دانشگاهی کشور / علمی فرهنگی 09 آذر 1390 - 30 November 2011
بهبود ضربان قلب با نانوسیم‌های طلایی
به گزارش پرتال دانشگاهی کشور به نقل از خبرگزاری فارس: پژوهشگران در آمریکا از نانوسیم‌های طلا برای افزایش انتشار سیگنال‌های الکتریکی در وصله‌های قلبی، استفاده کرده و ارزش درمانی آنها را بطور قابل‌ملاحظه‌ای ارتقا داده‌اند.
'وصله' طراحی شده‌ای از سلول‌ها می‌تواند به درمان قلب بعد از حمله قلبی کمک کند، ولی در حال حاضر رشد دادن سلول‌ها بگونه‌ای که بتوانند باهم ارتباط داشته باشند، بسیار سخت است. اکنون پژوهشگران در آمریکا از نانوسیم‌های طلا برای افزایش انتشار سیگنال‌های الکتریکی در وصله‌های قلبی، استفاده کرده و ارزش درمانی آنها را بطور قابل‌ملاحظه‌ای ارتقا داده‌اند.
تاکنون در تست‌های آزمایشگاهی سلول‌های حیوانی در چارچوب‌های سه بعدی متخلخل ساخته شده از پلیمرهای بیولوژیکی مانند آلژینات ("alginate")، یا پلیمرهای سنتزی مانند پلی (اسید لاکتیک) بذرافشانی شده‌اند. اما درحالیکه این چارچوب‌ها باعث سازماندهی سلول‌ها می‌شوند، بافت‌ها هدایت الکتریکی خیلی کمی برای سیگنال‌های الکتریکی دارند.
دانیال کوهین، رهبر گروه، از دانشکده پزشکی هاروارد اینطور توضیح می‌دهد: "جریان الکتریکی عبور خوبی از یک سلول به سلول دیگر ندارد، مخصوصا بین سلول‌هایی که در منافذ متفاوت که با دیواره‌های چارچوب از هم جدا شده‌اند، قرار دارند." این رسانایی ضعیف توانایی وصله را برای منقبض شدن بهنگام ضربان قلب محدود می‌کند. انتشار کارآمد سیگنال‌های الکترکی برای کارکرد مناسب وصله‌های طراحی شده حیاتی است.
گروهی از دانشکده پزشکی هاروارد و موسسه فناوری ماساچوست نانوسیم‌های طلا را در داخل چارچوب آلژیناتی جاسازی کرد. طول نانوسیم‌ها 1 میلیمتر است (قطر 30 نانومتر) که از ضخامت متوسط دیواره منفذ آلژینات (500 نانومتر) بیشتر است؛ بنابراین آنها می‌توانند از هر دو سمت با سلول‌ها برهم‌کنش داشته باشند. سپس این ساختار با سلول‌های قلب موش بذرپاشی شد.
کوهین می‌گوید: "این نانوسیم‌ها بین منافذ آلژینات پل می‌زنند و ارتباط الکتریکی را بین سلول‌های قلبی همجوار بهبود می‌بخشند. ما به انتشار شار کلسیوم- علامتی که نشان می‌دهد سلول‌ها از لحاظ الکتریکی تحریک شده‌اند - در طول بافت نگاه انداختیم. هنگامی که ما وصله را با جریان تحریک کردیم، دیدیم که شارهای کلسیوم در عرض بافت با صورت سازماندهی شده گسترده می‌شود. این سیم‌های طلا اجازه می‌دهند که جریان بین حفره‌ها برقرار شده و سلول‌ها بطور هماهنگ منقبض شوند."
این گروه همچنین به این نکته پی برد که بافت‌های رشد یافته روی این چارچوب‌ها از موارد رشد یافته روی آلژینات خالص ضخیم‌تر و دارای هم‌خطی بهتر هستند و مقادیر بالاتری از پروتئین‌هایی که درگیر انقباض ماهیچه‌ای و جفت‌شدگی الکتریکی هستند، را آشکارسازی می‌کنند.
این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Nature Nanotechnology منتشر کرده‌اند.
