پانسمان بیوپلیمری

پانسمان بیوپلیمری ارزان قیمت برای کمک به بهبود زخم‌های مزمن ده ها میلیون بیمار در سراسر جهان از زخم های مداوم و بالقوه تهدید کننده زندگی رنج می برند. این زخم‌های مزمن که یکی از علل اصلی قطع عضو هستند، درمان‌هایی دارند، اما هزینه پانسمان‌های موجود می‌تواند مانع از رسیدن آن‌ها به افراد نیازمند شود.

یک محقق دانشگاه ایالتی میشیگان، تیمی از دانشمندان بین‌المللی را رهبری می‌کند تا یک پانسمان بیوپلیمری ارزان قیمت و کاربردی بسازند که به بهبود این زخم‌ها کمک می‌کند. فن آوری های کارآمد موجود برای اکثر سیستم های مراقبت های بهداشتی بسیار گران هستند و استفاده به موقع از آنها را تا حد زیادی محدود می کنند. به یک فناوری اقتصادی، کاربردی و موثر نیاز است.» مرتضی محمودی، استادیار دانشکده پزشکی انسانی دانشگاه ایالتی میشیگان و برنامه سلامت

این تیم برای توسعه این فناوری جدید از سال ها تجربه و تخصص بهره برد و مواد پیشرفته ای را برای التیام بافت قلب، مبارزه با عفونت ها و حمایت از سیستم ایمنی مورد مطالعه قرار داد. اما تیم همچنین هزینه ها را تحت نظر داشت و در تلاش بود تا محصولی را توسعه دهد که بتواند تا حد امکان در دسترس بیماران باشد، حتی در بازارهای با محدودیت منابع. این تیم با آخرین اثر خود که در 19 جولای در مجله داروسازی مولکولی منتشر شد، به این هدف نزدیک‌تر می‌شود. این تیم با شرکای خود در بریتانیا کار می کند که شرکتی را برای نظارت بر توسعه و تأیید فناوری جدید راه اندازی کرده اند.

این تیم با کمک همکاران خود، یک آزمایش کوچک پانسمان زخم را با 13 بیمار مبتلا به زخم های مزمن انجام داد که همه آنها درمان شدند. تعداد بیماران مبتلا به زخم‌های مزمن و پیشرفته – آنهایی که به درمان‌های سنتی پاسخ نمی‌دهند – بیش از 45 میلیون نفر در سراسر جهان تخمین زده می‌شود که این یکی از ضروری‌ترین و فوری‌ترین نیازهای مراقبت‌های بهداشتی در جهان است. ایالات متحده خانه حدود 5 درصد از این جمعیت است، با این حال بیش از 90 درصد از فروش فناوری های مراقبت از زخم “فعال” در ایالات متحده اتفاق می افتد که اساساً به این معنی است که بقیه جهان کنار گذاشته شده اند.

زخم های وریدی ساق پا و زخم های فشاری مرتبط با بی حرکتی در بیماران مسن تر و فلج نیز از علل اصلی زخم های مزمن هستند، اما شاید شناخته شده ترین نمونه های این نوع آسیب زخم پای دیابتی باشد. در سراسر جهان بیش از 400 میلیون نفر با دیابت زندگی می کنند و برخی مطالعات تخمین زده اند که یک چهارم این بیماران در طول زندگی خود دچار زخم پا می شوند.

حتی با وجود سطح بالای مراقبت‌های موجود در ایالات متحده، بیش از 30 درصد از بیمارانی که به زخم پای دیابتی مبتلا می‌شوند، ظرف پنج سال پس از شروع آن خواهند مرد.  این درصد بیشتر از سرطان سینه، سرطان پروستات و سرطان روده بزرگ است. زخم پای دیابتی همچنین بسیاری از دلایلی را نشان می دهد که چرا درمان زخم های مزمن می تواند بسیار چالش برانگیز باشد.

بیماران مبتلا به دیابت ممکن است با محدود شدن جریان خون و سایر عواملی که پاسخ ایمنی آنها را کند می‌کنند، دست و پنجه نرم کنند و توانایی بدن برای بهبود زخم به خودی خود را به خطر بیندازند. آنها همچنین می توانند آسیب عصبی داشته باشند که درد زخم را کاهش می دهد و می تواند بیماران را در جستجوی درمان به تاخیر بیندازد. وقتی زخم‌ها کندتر بهبود می‌یابند و مدت بیشتری باز می‌مانند، باکتری‌ها فرصت بیشتری برای ایجاد عفونت دارند و منجر به عوارض جدی می‌شوند. به صراحت بگویم، در یک زخم مزمن مشکلات زیادی وجود دارد.

“ زخم های مزمن از پیچیده ترین مواردی است که پزشکان باید درمان کنند. اگر می خواهید پانسمانی درست کنید که کارساز باشد، باید تمام آن مشکلات را برطرف کند. و برای اینکه برای اکثر بیماران در جهان مرتبط باشد، باید استفاده آسان، کاربردی و ارزان نیز باشد.”

فن‌آوری‌های زیادی برای پشتیبانی از بهبود زخم‌های مزمن وجود دارد، اما آن‌هایی که می‌توانند بازسازی بافت را تحریک کنند، معمولاً از بافت‌های طبیعی برداشت‌شده مشتق می‌شوند. این مساله پیچیده و گران است، و در نتیجه محصولاتی با قیمت بالای 1000 دلار تولید می‌شوند که آنها را برای بسیاری از بیماران و سیستم‌های مراقبت بهداشتی دور از دسترس قرار می‌دهد.

این تیم برای مقابله با این مشکلات، از تجربیات فراوانی در توسعه مواد جدید برای کاربردهای زیست پزشکی استفاده کرد. با طراحی محصولی که می‌تواند از پلیمرهای زیستی در دسترس تولید شود، هزینه‌های تولید می‌تواند پایین نگه داشته شود و تیم می‌تواند مواد مختلف دیگری را برای بهبود بهبود اضافه کند.

این تیم با چارچوبی انعطاف‌پذیر از نانوالیاف – رشته‌های بسیار نازک – از پلیمرهای طبیعی، از جمله کلاژن، یک پروتئین ساختاری که در پوست و غضروف ما یافت می‌شود، شروع کرد. این چارچوب یک داربست سه بعدی را فراهم می کند که مهاجرت سلولی و توسعه رگ های خونی جدید را تقویت می کند و اساساً عملکرد ماتریکس خارج سلولی، سیستم پشتیبانی طبیعی موجود در بافت سالم و زنده را تکرار می کند.
” این مهم است که خواص فیزیکی و مکانیکی پانسمان واقعاً به خواص پوست نزدیک باشد. سلول های جدید برای بهبودی باید احساس کنند که در خانه هستند. “

در این چارچوب، تیم می‌تواند پروتئین‌ها، پپتیدها و نانوذراتی را ترکیب کند که نه تنها رشد سلول‌ها و رگ‌های خونی جدید را تحریک می‌کنند، بلکه با تشویق سیستم ایمنی بدن بیمار به پیوستن به این اتهام، با باکتری‌ها نیز مبارزه می‌کنند. (تجارب این تیم در مورد این عناصر در انتشارات قبلی در Nature Nanotechnology و Trends in Biotechnology مستند شده است).

پانسمان همچنین با گذشت زمان تحلیل می‌رود، به این معنی که هیچ‌کس مجبور نیست آن را عوض کند یا بردارد و به طور بالقوه محل زخم را تشدید کند. این تیم معتقد است که این پانسمان‌ها – در صورت تایید و تایید آژانس‌های نظارتی – با قیمتی تقریباً 20 دلاری، حتی برای سیستم‌های مراقبت‌های بهداشتی با منابع محدود که با درمان این زخم‌های جدی مواجه هستند، مقرون به صرفه خواهد بود.

اگرچه بسیاری از محصولات مراقبت از زخم موجود است، این تیم خوشبین است که پانسمان جدید به دلیل هزینه کم، عملکرد بالا و تحقیق دیگری که سال ها پیش انجام داده است، مطرح شود.

بیش از 20 محقق در این پروژه به این تیم پیوستند که نماینده حدود 15 موسسه تحقیقاتی مختلف از جمله دانشکده پزشکی هاروارد بودند. دانشگاه اموری؛ گرجستان تک; دانشگاه ایالتی راتگرز؛ دانشگاه مک گیل؛ دانشگاه زیگن در آلمان؛ و دانشگاه سانتیاگو د کامپوستلا در اسپانیا.