پژوهشگران دانشگاه مهندسی کلمبیا موفق شده‌اند با استفاده از ترکیبات زیستی موجود در ماست، پلتفرمی نوآورانه برای تولید هیدروژل‌های تزریقی طراحی کنند که قابلیت بازسازی بافت‌های آسیب‌دیده را دارد. این دستاورد علمی که از وزیکول‌های خارج سلولی (EVs) مشتق‌شده از شیر و فرآورده‌های تخمیری مثل ماست بهره می‌برد، می‌تواند مسیر پزشکی ترمیمی و درمان‌های نوین را دگرگون کند.
استفاده از وزیکول‌های طبیعی در ساخت هیدروژل‌های زیست‌سازگار
وزیکول‌های خارج سلولی، ذراتی هستند که توسط سلول‌ها ترشح می‌شوند و حامل اطلاعات بیولوژیکی مهمی نظیر پروتئین‌ها و مواد ژنتیکی‌اند. تیم تحقیقاتی به سرپرستی سانتیاگو کوریا، استادیار مهندسی پزشکی، موفق شد از وزیکول‌های شیر ماست، هیدروژلی طراحی کند که نه‌تنها مانند ماتریسی برای تزریق عمل می‌کند، بلکه خود نیز دارای ویژگی‌های زیست‌فعال برای تعامل با سلول‌های اطراف و تحریک فرآیند بازسازی بافت‌هاست.
در این سیستم، وزیکول‌ها نقش دوگانه دارند؛ هم به عنوان حامل سیگنال‌های ترمیمی و هم به عنوان واحدهای ساختاری هیدروژل با قابلیت اتصال عرضی در میان پلیمرهای زیستی عمل می‌کنند. این رویکرد باعث حذف نیاز به افزودنی‌های شیمیایی و افزایش زیست‌سازگاری ماده نهایی شده است.
ایجاد فضای ترمیمی در بدن با الهام از ترکیبات ماست
کوریا در توصیف این پروژه می‌گوید: «ایده اولیه ما ساخت هیدروژل‌هایی مبتنی بر وزیکول‌های طبیعی بود. استفاده از ماست به‌عنوان منبع غنی این وزیکول‌ها نه‌تنها امکان‌پذیر، بلکه مؤثرتر از حد انتظار بود. این ترکیبات، توانایی ذاتی در تحریک بازسازی بافت را دارند و بدون نیاز به مداخله شیمیایی، باعث بهبود روند ترمیم می‌شوند.»
به گفته تیم تحقیقاتی، این فرمولاسیون را می‌توان به سادگی به بافت‌های آسیب‌دیده تزریق کرد. در آزمایش‌های اولیه روی مدل‌های حیوانی، این ژل توانست بدون ایجاد واکنش‌های ناخواسته، رگ‌زایی و تشکیل بافت جدید را در کمتر از یک هفته آغاز کند. همچنین این ماده محیطی ایمن و ضدالتهابی در بدن ایجاد کرد که به حمایت از بازسازی و جلوگیری از آسیب‌های ثانویه کمک می‌کند.
کاربردهای آینده در درمان زخم و مهندسی بافت
این فناوری با استفاده از منابع مختلف وزیکول‌ها از جمله سلول‌های پستانداران و باکتری‌ها نیز مورد بررسی و اعتبارسنجی قرار گرفته است. قابلیت سازگاری این پلتفرم با منابع زیستی متنوع، آن را به گزینه‌ای قابل توسعه در حوزه‌های مختلف پزشکی ترمیمی، مانند درمان زخم‌های مزمن، بازسازی بافت‌های قلبی و عصبی و حتی تولید اندام‌های مصنوعی تبدیل کرده است.
از آن‌جا که انتقال پایدار سیگنال‌های زیستی یکی از چالش‌های بزرگ درمان‌های ترمیمی است، ادغام وزیکول‌ها در ساختار هیدروژل می‌تواند موجب پایداری عملکرد و اثربخشی طولانی‌مدت این ترکیب شود.