האברים המלאכותיים של סטיב אוסטין כבר כאן, בעזרת הננוטכנולוגיה

ננוטכנולוגיה מספקת דור חדש של תותבות אורטופדיות, דנטאליות ולכלי-דם

הטכנולוגיה העתידית של “האדם השווה מיליונים” (מסדרת הטלוויזיה שגיבורה היה סטיב אוסטין) – במיוחד בהקשר של חלק מתכתי וחלק אנושי – לא תהיה יותר בלעדית להוליווד. בעוד שהדמות העיקרית בסדרה, סטיב אוסטין, צוידה במתכות לשם הגברת הביצועים שלה, צוות בינתחומי של מדענים מאוניברסיטת מונטריאול פיתח שיטה ליצירת משטחי מתכת חדשים הגלומה בהם הבטחה לשתלים רפואיים יעילים יותר אשר ישפרו את ההחלמה ויאפשרו לגוף האנושי להיות הרבה יותר סביל לתותבות.

בהתאם למחקר חדש שפורסם בכתב-העת המדעי Nano Letters, המדענים ניצלו התקדמויות חדשות בננוטכנולוגיה כדי לשנות את השפעותיהן של מתכות על גדילת והתפתחות תאים בגוף. היבט חשוב של הממצאים הוא בכך שהמשטחים עצמם מסוגלים לפעול ישירות על התאים – ובכך מייתרים את הצורך בתרופות ומונעים את תופעות-הלוואי כתוצאה מנטילתן.

המחקר הינו שיתוף פעולה בין חוקרים מהמוסדות Université de Montréal, McGill University, the Institut National de la Recherche Scientifique, Plasmionique Inc ו- the Universidade de São Paulo.

“ע”י שימוש בשינויים כימיים, יצרנו מתכות בעלות פני-שטח “נבונים” המגיבות באופן חיובי עם תאים ומסייעות בבקרת תגובת ההחלמה הביולוגית,” אומר Antonio Nanci, הכותב הראשי של המאמר ופרופסור במחלקה לרפואת שיניים באוניברסיטת מונטריאול. “מתכות אלו תהיינה אבני-הבניין של שתלי מתכת משופרים וחדשים שצפויים להשפיע באופן משמעותי על הצלחתן של תותבות אורטופדיות, דנטאליות ובכלי-דם.

חריטה מייצרת ננו-משטחים נקבוביים

ד”ר נאנסי ועמיתיו השתמשו בתרכובות כימיות בכדי לשנות את המשטח של מתכות ביו-רפואיות שכיחות כגון טיטאניום. חשיפת מתכות אלו לתערובות חריטה של חומצות ומחמצנים הביאה לקבלת משטחים בעלי תבנית דמוית ספוג של ננו-חרירים. “הצלחנו להדגים כי תאים מסוימים נאחזים טוב יותר במשטחים אלו מאשר במשטחים טיפוסיים חלקלקים,” אומר החוקר הראשי. “כבר עכשיו זהו שיפור משמעותי לביו-חומרים שכיחים תקניים.”

בשלב הבא החוקרים בחנו את ההשפעות של משטחי הטיטאניום הננו-נקבוביים הללו על התפתחות וגדילת תאים. הם הדגימו כי משטחים מטופלים אלו הגבירו את הצמיחה של תאי עצם, הפחיתו את הצמיחה של תאים בלתי-רצויים ועוררו תאי-גזע, בהשוואה למשטחים חלקים בלתי-מטופלים. בנוסף, ביטוי הגנים, הדרושים להידבקות (adhesion) וצמיחת תאים, הוגבר בעקבות המגע עם משטחים ננו-נקבוביים אלו.
לחריטות שונות יש השפעות שונות

צמיחה בלתי-מבוקרת של תאים על שתל אינה רצויה. לדוגמא, כאשר משתמשים בתומכנים לכלי-דם בלב (סטנט, תבנית שנמצאת בשימוש רפואי להחזקת שתל עור במקום במהלך הריפוי או צינור דק המוחדר אל תוך גוף או מבנה צינורי כגון וריד או עורק על מנת להשאירו פתוח או להסרת סתימה), חשוב ביותר להגביל את צמיחתם של תאים מסוימים על-מנת למנוע הפרעה לזרימת דם חופשית. בנוסף, במקרים מסוימים, תאים עשויים לייצר גופיפים בלתי-רצויים מסביב לשתלי-שיניים העלולים להביא לנפילתן. המדענים הדגימו כי טיפול בתערובות חריטה מסוימות מפחית את הצמיחה של תאים מסוגים בלתי-רצויים.

“היבט חשוב במחקר זה הינו הדגמת ההשפעות הבררניות של חריטה על תאים,” מציין החוקר הראשי. “באמצעות שינויים קלים של ההרכב הכימי של תערובות החריטה, אנו מסוגלים לשנות את הננו-תבנית הנוצרת על גבי משטח המתכת ולשלוט בעקבות כך בתגובה התאית.”

“המחקר שלנו פורץ-דרך,” מוסיף החוקר. “אנו השתמשנו בטיפול כימי פשוט, אך יחד עם זאת יעיל מאוד, בכדי לשנות את המתכות המשמשות באופן שכיח בחדר הטיפולים הרפואי. גישה חדשנית זו עשויה לגלם בתוכה את הבסיס לפיתוח של חומרים “נבונים” שאינם רק סבילים עבור הגוף האנושי אלא המסוגלים להגיב באופן פעיל לסביבה הביולוגית בהם הם מצויים.”

הידיעה המקורית מהאוניברסיטה