بررسی مهندسی بافت در بازسازی بافت پوستی آسیب‌دیده

دیابت شیرین یکی از شایع‌ترین بیماری‌های مزمن متابولیکی در سراسر جهان است که با نقص در ترشح یا عملکرد انسولین همراه است و منجر به افزایش سطح گلوکز خون می‌شود. یکی از عوارض عمده دیابت، بروز زخم‌های مزمن به‌ویژه در ناحیه پا (زخم پای دیابتی) است که به علت نقص در عملکرد سیستم ایمنی، کاهش جریان خون محیطی، نوروپاتی محیطی و اختلال در فرآیندهای طبیعی ترمیم بافت به وجود می‌آید. این زخم‌ها معمولاً به‌سختی بهبود یافته و با خطر بالای عفونت و حتی قطع عضو همراه هستند. طبق آمار جهانی، بیش از ۱۵٪ از بیماران دیابتی در طول زندگی خود دچار زخم پای دیابتی می‌شوند و میزان مرگ‌ومیر ناشی از این عارضه قابل توجه است. از این رو، توسعه روش‌های درمانی نوین با تمرکز بر بازسازی بافتی، امری ضروری و مورد توجه محققان قرار گرفته است.

برای درمان زخم های ناشی از دیابت حتما از صفحه درمان زخم پای دیابتی دیدن فرمایید

در سال‌های اخیر، مهندسی بافت به عنوان یک راهکار نوآورانه برای درمان زخم‌های پوستی، به‌ویژه در بیماران دیابتی، معرفی شده است. این حوزه با بهره‌گیری از سه عنصر اصلی شامل سلول‌های زنده، فاکتورهای زیستی و داربست‌های سه‌بعدی (اسکفولدها)، شرایطی را فراهم می‌کند که بافت آسیب‌دیده توان بازسازی مؤثر خود را بازیابد. اسکفولدها نقش حیاتی در این فرآیند دارند؛ زیرا با تقلید ساختار ماتریکس خارج‌سلولی طبیعی، به سلول‌ها امکان چسبندگی، تکثیر، تمایز و مهاجرت می‌دهند. در زمینه ترمیم زخم دیابتی، استفاده از اسکفولدهای زیست‌سازگار طراحی‌شده با مواد طبیعی یا سنتتیک، به همراه سلول‌های بنیادی یا کراتینوسیت‌ها، امیدهای زیادی را برای تسریع ترمیم، کاهش التهاب مزمن و بازسازی بافت پوست به‌وجود آورده است. این مقاله با هدف بررسی جامع اثربخشی اسکفولدهای زیست‌سازگار در بازسازی زخم‌های پوستی دیابتی، به بررسی پیشرفت‌های علمی، مزایا، چالش‌ها و چشم‌اندازهای آینده در این حوزه می‌پردازد.

مروری بر پاتوفیزیولوژی زخم دیابتی

زخم‌های دیابتی اغلب نتیجه مجموعه‌ای پیچیده از اختلالات متابولیکی، عروقی و عصبی هستند که در بستر بیماری دیابت ایجاد می‌شوند. در بیماران دیابتی، بالا بودن مزمن گلوکز خون (هایپرگلیسمی) تأثیر مخربی بر فرآیندهای فیزیولوژیکی طبیعی بدن دارد، به‌ویژه آن‌هایی که در روند ترمیم زخم نقش دارند. یکی از اولین مراحل ترمیم زخم، پاسخ التهابی کنترل‌شده است. اما در دیابت، این مرحله معمولاً با التهاب مزمن و غیرسازنده همراه است. ماکروفاژها به جای اینکه از فاز M1 التهابی به فاز M2 ترمیمی تغییر فاز دهند، در وضعیت التهابی باقی می‌مانند و موجب تولید مداوم سایتوکاین‌های پیش‌التهابی نظیر TNF-α و IL-1β می‌شوند که مانع ترمیم مؤثر بافت می‌گردند.

از دیگر عوامل مهم در پاتوفیزیولوژی زخم دیابتی، اختلال در آنژیوژنز یا همان تشکیل عروق خونی جدید است. در حالت طبیعی، فاکتورهایی نظیر VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) در محل زخم آزاد شده و موجب تحریک رشد عروق جدید برای تغذیه بافت می‌شوند. اما در بیماران دیابتی، به علت استرس اکسیداتیو، گلیکوزیلاسیون غیرآنزیمی پروتئین‌ها و عملکرد نادرست سلول‌های اندوتلیال، این روند به‌شدت کاهش می‌یابد. کاهش خون‌رسانی منجر به هیپوکسی موضعی، کاهش اکسیژن‌رسانی، و کاهش مهاجرت و تکثیر فیبروبلاست‌ها می‌شود که همگی برای تولید ماتریکس خارج‌سلولی و بازسازی پوست ضروری‌اند.

نوروپاتی محیطی نیز نقش مهمی در شکل‌گیری و تداوم زخم دیابتی ایفا می‌کند. آسیب به اعصاب محیطی موجب کاهش حساسیت پاها به درد، فشار یا آسیب می‌شود. در نتیجه، بیمار بدون آگاهی از وجود آسیب‌، به فعالیت ادامه می‌دهد و این امر به تشدید زخم و عفونت منجر می‌گردد. از طرفی، نوروپاتی خود منجر به تغییر در عملکرد اعصاب اتونوم و کاهش تعریق می‌شود که سبب خشکی و شکنندگی پوست، و در نهایت افزایش احتمال ترک‌خوردگی و زخم می‌شود. به این دلایل، پیشگیری از آسیب اولیه در بیماران دیابتی با پایش منظم وضعیت پاها بسیار حیاتی است.

در کنار همه این عوامل، عملکرد ناقص فیبروبلاست‌ها، کراتینوسیت‌ها و سلول‌های بنیادی پوستی نیز در بیماران دیابتی مشاهده شده است. این سلول‌ها که در روند ترمیم، بازسازی اپی‌تلیوم و سنتز کلاژن نقش دارند، در حضور قند خون بالا فعالیت مؤثری ندارند. همچنین، افزایش MMPها (Matrix Metalloproteinases) که آنزیم‌های تجزیه‌کننده ماتریکس خارج‌سلولی هستند، بدون تنظیم دقیق، موجب تخریب مداوم ECM و جلوگیری از بسته‌شدن زخم می‌شوند. در مجموع، زخم دیابتی نتیجه تعامل پیچیده‌ای از فاکتورهای آسیب‌زا، التهاب مزمن، کاهش ترمیم، و عدم توازن بین تجزیه و بازسازی بافت است که آن را به یکی از مقاوم‌ترین انواع زخم تبدیل کرده است.

مهندسی بافت: مفاهیم پایه و کاربرد در بازسازی پوست

مهندسی بافت (Tissue Engineering) شاخه‌ای میان‌رشته‌ای از علوم پزشکی، زیست‌فناوری و مهندسی زیستی است که با هدف بازسازی، جایگزینی یا بهبود عملکرد بافت‌های آسیب‌دیده بدن توسعه یافته است. این حوزه متکی بر سه عنصر اصلی است: ۱) سلول‌های زنده، ۲) داربست‌های زیستی (Scaffolds) و ۳) فاکتورهای زیستی یا سیگنال‌های مولکولی. در مهندسی بافت پوست، هدف ایجاد ساختاری شبه‌طبیعی است که بتواند از نظر فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی محیطی مناسب برای رشد و تمایز سلول‌های پوستی فراهم کند. این ساختار باید بتواند نقش پوست را در ممانعت از ورود عوامل بیماری‌زا، تنظیم آب بدن، ترمیم خودکار و احساس محیطی شبیه‌سازی نماید.

در افراد دیابتی، فرایند ترمیم طبیعی پوست دچار اختلال است. به همین دلیل، استفاده از روش‌های مهندسی بافت می‌تواند با فراهم کردن شرایطی ایده‌آل برای ترمیم بافت، روند درمان زخم‌های مزمن را تسریع نماید. در این روش، از اسکفولدهایی استفاده می‌شود که نقش داربست سه‌بعدی برای استقرار سلول‌های پوست ایفا می‌کنند. این داربست‌ها نه تنها ساختار فیزیکی لازم را برای حمایت از سلول‌ها فراهم می‌کنند، بلکه می‌توانند حامل سلول‌های بنیادی، فاکتورهای رشد یا داروهای ضدالتهاب نیز باشند. در بیماران دیابتی، این ترکیبات به بازگرداندن تعادل در محیط زخم، کاهش التهاب مزمن و تحریک آنژیوژنز کمک می‌کنند.

کاربرد مهندسی بافت در درمان زخم‌های دیابتی معمولاً شامل استفاده از سلول‌های کراتینوسیت و فیبروبلاست است که به صورت اتولوگ (از خود بیمار) یا آلوژن (از منابع دیگر) استخراج شده و بر روی اسکفولدها کشت داده می‌شوند. این سیستم‌ها می‌توانند به صورت پانسمان‌های زیستی یا ایمپلنت‌های پوستی در محل زخم استفاده شوند. برخی از مدل‌های پیشرفته‌تر از چاپگرهای زیستی سه‌بعدی برای ساخت ساختارهای چندلایه پوستی استفاده می‌کنند که لایه‌های اپیدرمی و درمی را شبیه‌سازی کرده و در مدل‌های حیوانی نتایج امیدبخشی داشته‌اند. همچنین برخی تحقیقات از اکزوزوم‌ها یا محصولات ترشحی سلول‌های بنیادی به‌عنوان عوامل جایگزین سلولی بهره گرفته‌اند.

در نهایت، مزیت اصلی مهندسی بافت در درمان زخم‌های دیابتی این است که به جای رویکردهای منفعل سنتی، به‌صورت فعالانه در جهت بازسازی بافت از درون عمل می‌کند. این روش، برخلاف درمان‌های دارویی که فقط به مهار علائم می‌پردازند، بستر لازم برای فعالیت زیستی سلول‌ها را فراهم می‌آورد. با توجه به نرخ بالای شکست درمان‌های کلاسیک و بار اقتصادی و اجتماعی بالای زخم‌های دیابتی، مهندسی بافت یک راهبرد نوین، مؤثر و قابل توسعه برای آینده درمانی این بیماران محسوب می‌شود.

انواع اسکفولدهای زیست‌سازگار مورد استفاده در درمان زخم‌های دیابتی

اسکفولدهای زیست‌سازگار، هسته‌ی مرکزی فناوری مهندسی بافت در بازسازی پوست آسیب‌دیده هستند. این ساختارهای سه‌بعدی نقش داربست‌هایی را ایفا می‌کنند که سلول‌های پوستی می‌توانند روی آن‌ها بچسبند، تکثیر شوند، تمایز یابند و ماتریکس خارج‌سلولی جدیدی تولید کنند. برای زخم‌های دیابتی، اسکفولدها باید شرایط خاصی را تأمین کنند، از جمله تحریک آنژیوژنز، مقابله با التهاب مزمن و جلوگیری از عفونت‌های ثانویه. بر این اساس، انواع مختلفی از اسکفولدها با ساختار، جنس و عملکرد متفاوت طراحی شده‌اند که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم.

یکی از دسته‌های مهم اسکفولدها، مواد طبیعی هستند. این اسکفولدها از ترکیباتی ساخته می‌شوند که در بدن انسان به طور طبیعی وجود دارند، مانند کلاژن، ژلاتین، کیتوسان، آلژینات و هیالورونیک اسید. کلاژن، به عنوان مهم‌ترین جزء ماتریکس خارج‌سلولی، زیست‌سازگاری بالایی دارد و می‌تواند به‌خوبی با سلول‌های پوست تعامل برقرار کند. آلژینات نیز، به دلیل توانایی بالای جذب ترشحات زخم و ایجاد رطوبت مناسب، در پانسمان‌های پیشرفته کاربرد گسترده دارد. کیتوسان، علاوه بر خاصیت ضدباکتریایی، می‌تواند موجب تحریک مهاجرت فیبروبلاست‌ها شود. با این حال، مواد طبیعی به تنهایی معمولاً استحکام مکانیکی پایینی دارند و نیاز به اصلاح یا ترکیب با سایر مواد دارند.

در مقابل، اسکفولدهای سنتتیک با استفاده از پلیمرهای مصنوعی زیست‌تخریب‌پذیر مانند پلی‌لاکتیک اسید (PLA)، پلی‌کاپرولاکتون (PCL)، و پلی‌گلیکولیک اسید (PGA) ساخته می‌شوند. این مواد قابلیت بالایی در طراحی دقیق ساختار و تنظیم خواص فیزیکی مانند تخلخل، کشسانی و نرخ تجزیه دارند. اسکفولدهای سنتتیک معمولاً پایدارتر از نوع طبیعی هستند، اما زیست‌سازگاری کمتری دارند و ممکن است نیازمند پوشش‌دهی یا اصلاح سطح با فاکتورهای زیستی باشند. استفاده از نانوذرات یا پوشش‌های زیست‌فعال در سطح این اسکفولدها می‌تواند موجب افزایش تعامل سلولی و کاهش واکنش‌های التهابی گردد.

در سال‌های اخیر، اسکفولدهای کامپوزیتی که ترکیبی از مواد طبیعی و سنتتیک هستند، مورد توجه بیشتری قرار گرفته‌اند. این اسکفولدها تلاش می‌کنند تا نقاط قوت هر دو دسته را با هم تلفیق کنند: زیست‌سازگاری بالا از مواد طبیعی و پایداری مکانیکی از پلیمرهای سنتتیک. همچنین، فناوری‌هایی مانند الکترواسپینینگ برای تولید اسکفولدهای نانوفیبری به کار گرفته شده‌اند که با شبیه‌سازی ساختار فیبری ماتریکس خارج‌سلولی طبیعی، محیط مناسبی برای چسبندگی و مهاجرت سلول‌ها فراهم می‌کنند. این اسکفولدها می‌توانند با دارو، فاکتور رشد یا حتی سلول‌های بنیادی بارگذاری شوند تا کارایی درمانی زخم دیابتی را افزایش دهند. انتخاب نوع اسکفولد به شدت به ویژگی‌های زخم، شرایط بیمار، و هدف درمان بستگی دارد.

ویژگی‌های ایده‌آل اسکفولدهای پوستی در مهندسی بافت

اسکفولدهای پوستی (scaffolds) در مهندسی بافت یکی از ابزارهای نویدبخش در درمان زخم‌های دیابتی هستند که با فراهم کردن ساختار پشتیبانی برای رشد سلول‌های جدید، به ترمیم و بازسازی پوست آسیب‌دیده کمک می‌کنند. ویژگی‌های ایده‌آل این اسکفولدها باید با توجه به نیازهای خاص بیماران دیابتی طراحی شوند. از جمله ویژگی‌هایی که یک اسکفولد پوستی باید داشته باشد، می‌توان به بیوسازگاری، استحکام مکانیکی مناسب، و قابلیت جذب و انتقال مولکول‌های رشد اشاره کرد. در اینجا، به بررسی ویژگی‌های ایده‌آل این اسکفولدها می‌پردازیم.

1. بیوسازگاری و بی‌ضرری برای بافت‌های طبیعی
یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های اسکفولدهای پوستی در درمان زخم‌های دیابتی، بیوسازگاری است. این اسکفولدها باید به گونه‌ای طراحی شوند که بدن بیمار آن‌ها را به عنوان بخشی از بافت طبیعی خود شناسایی کند و واکنش‌های ایمنی منفی ایجاد نشود. استفاده از مواد زیست‌پلاستیک و طبیعی مانند کلاژن، هیالورونات سدیم، یا پلیمرهای زیست‌تجزیه‌پذیر می‌تواند به کاهش التهاب و تحریک سیستم ایمنی کمک کند. همچنین، اسکفولد باید به گونه‌ای باشد که در طول زمان به آرامی و بدون باقی ماندن مواد زائد، تجزیه شود.

2. استحکام مکانیکی و انعطاف‌پذیری مناسب
اسکفولدهای پوستی برای ترمیم زخم‌های دیابتی باید از استحکام مکانیکی کافی برخوردار باشند تا از بافت جدید پشتیبانی کنند و در عین حال انعطاف‌پذیر و سازگار با پوست باشند. این ویژگی برای جلوگیری از آسیب به بافت جدید در حین حرکت و فشارهای روزمره ضروری است. طراحی اسکفولدهایی که بتوانند فشارهای مکانیکی را تحمل کنند و در عین حال با تغییرات طبیعی پوست همخوانی داشته باشند، نقش مهمی در روند بهبود دارند. این ویژگی می‌تواند به جلوگیری از شکستگی زخم‌ها و حفظ تداوم فرآیند ترمیم کمک کند.

3. ظرفیت جذب و انتشار مولکول‌های رشد
اسکفولدهای پوستی باید توانایی جذب و انتشار مولکول‌های رشد، سیتوکین‌ها و فاکتورهای ترمیمی را داشته باشند. این مولکول‌ها در تسریع فرآیند ترمیم و بازسازی بافت‌های آسیب‌دیده نقش حیاتی دارند. علاوه بر آن، اسکفولدها باید محیطی فراهم کنند که سلول‌های فیبروبلاست و کراتینوسیت بتوانند به خوبی در آن رشد کرده و از زخم‌های دیابتی ترمیم شوند. در این زمینه، طراحی اسکفولدهایی که بتوانند این مولکول‌ها را به تدریج آزاد کنند، اهمیت زیادی دارد.

4. قابلیت پشتیبانی از رشد سلولی و واداشتن سلول‌ها به تمایز
اسکفولدهای پوستی باید از قابلیت‌های بیولوژیکی برخوردار باشند که سلول‌ها را تحریک کنند تا تمایز یابند و به ساختارهای پوستی کامل تبدیل شوند. برای این منظور، طراحی اسکفولدهایی که سطح آن‌ها با مواد بیولوژیک پوشش داده شده باشد، می‌تواند رشد سلولی را تحریک کند. این مواد باید با سلول‌های موجود در زخم تعامل داشته و آن‌ها را به طور خاص به مسیرهای ترمیم و بازسازی هدایت کنند. اسکفولد باید همچنین از محیط مناسبی برای سلول‌ها فراهم کند تا بتوانند به طور مؤثر رشد کرده و به ساختارهای مختلف پوستی تبدیل شوند.

5. قابلیت تسهیل جریان خون و تنفس بافت
در درمان زخم‌های دیابتی، یکی از مشکلات اصلی کمبود خون‌رسانی به ناحیه زخم است که باعث تاخیر در فرآیند ترمیم می‌شود. اسکفولدهای پوستی باید به گونه‌ای طراحی شوند که جریان خون را تسهیل کنند و بافت زیرین را از نظر اکسیژن‌رسانی و مواد مغذی پشتیبانی نمایند. این ویژگی می‌تواند به سرعت ترمیم زخم و جلوگیری از بروز عفونت‌ها کمک کند. علاوه بر این، اسکفولد باید به گونه‌ای باشد که اجازه دهد بافت‌های جدید اکسیژن و مواد مغذی مورد نیاز را به‌طور مؤثر جذب کنند.

6. قابلیت تنظیم و انطباق با شرایط محیطی و پیشرفت ترمیم
در نهایت، اسکفولدهای پوستی باید قادر به تنظیم ویژگی‌های خود طبق پیشرفت ترمیم و شرایط محیطی باشند. این بدین معنی است که اسکفولد باید قابلیت تنظیم رطوبت، دما و میزان تبادل گازی را داشته باشد تا با روند ترمیم زخم هماهنگ شود. به علاوه، باید به‌طور خودکار و بدون نیاز به مداخله خارجی، به فرآیندهای ترمیم پوست پاسخ دهد و در صورت لزوم، خواص خود را تغییر دهد. این ویژگی‌ها می‌توانند به سرعت فرآیند درمان کمک کرده و از بازگشت عفونت‌ها یا آسیب‌های دیگر جلوگیری کنند.

به‌طور کلی، طراحی اسکفولدهای پوستی برای درمان زخم‌های دیابتی باید به دقت و با در نظر گرفتن ویژگی‌های خاص هر بیمار انجام شود. این اسکفولدها باید علاوه بر فراهم کردن ساختار فیزیکی و شیمیایی مناسب برای رشد سلول‌ها، بتوانند فرآیند ترمیم و بازسازی پوست را تسهیل کنند و از هر گونه عوارض جانبی پیشگیری نمایند.

مواد زیستی مورد استفاده در طراحی اسکفولدها: طبیعی و سنتتیک

در طراحی اسکفولدهای پوستی برای درمان زخم‌های دیابتی، انتخاب مواد زیستی مناسب یکی از ارکان اساسی در موفقیت این درمان‌ها است. این مواد می‌توانند به دو دسته طبیعی و سنتتیک تقسیم شوند، که هر یک ویژگی‌های خاص خود را دارند و می‌توانند مزایا و معایب خاص خود را در فرآیند ترمیم زخم‌ها به همراه داشته باشند. در ادامه، ویژگی‌های مواد طبیعی و سنتتیک را بررسی خواهیم کرد.

1. مواد طبیعی: بیوسازگاری و تعامل با بافت‌های بدن
مواد طبیعی که در طراحی اسکفولدها استفاده می‌شوند، مانند کلاژن، هیالورونات سدیم، چیتوزان و سلولز، از مزایای زیادی برخوردارند. این مواد معمولاً دارای بیوسازگاری بالا هستند، به این معنی که به راحتی با بافت‌های طبیعی بدن تعامل کرده و به راحتی در فرآیند ترمیم و بازسازی زخم‌ها جذب می‌شوند. مواد طبیعی به‌ویژه کلاژن، که یکی از اجزای اصلی ماتریکس extracellulaire پوست است، می‌توانند از نظر ساختاری و شیمیایی شباهت زیادی به بافت پوست انسان داشته باشند. این امر باعث می‌شود که محیط مناسبی برای رشد سلول‌ها ایجاد کنند و از التهاب و واکنش‌های ایمنی منفی جلوگیری کنند. از دیگر ویژگی‌های مواد طبیعی، توانایی آن‌ها در تحریک فرآیندهای سلولی مانند تمایز سلولی، مهاجرت سلولی و سنتز ماتریکس خارج سلولی است که همه این‌ها به بهبود سریع‌تر زخم کمک می‌کنند.

2. مواد طبیعی: تجزیه‌پذیری و نیاز به تجدید نظر در استفاده
با وجود مزایای زیاد، یکی از چالش‌های عمده مواد طبیعی در اسکفولدها، تجزیه‌پذیری آن‌ها در طول زمان است. این مواد به دلیل ویژگی‌های زیستی خود به سرعت تجزیه می‌شوند و این می‌تواند در برخی موارد مشکلی برای ترمیم طولانی‌مدت ایجاد کند. به‌ویژه در زخم‌های دیابتی که فرآیند ترمیم ممکن است به‌طور غیرعادی طولانی باشد، تجزیه سریع مواد طبیعی می‌تواند باعث از بین رفتن پشتیبانی لازم برای سلول‌های در حال رشد شود. برای رفع این مشکل، تحقیقات به سمت استفاده از مواد طبیعی اصلاح‌شده و ترکیب‌شده با پلیمرهای سنتتیک رفته است تا میزان تجزیه‌پذیری را کنترل کنند.

3. مواد سنتتیک: کنترل ویژگی‌ها و استحکام مکانیکی
مواد سنتتیک مانند پلی‌لاکتیک اسید (PLA)، پلی‌گلیکولیک اسید (PGA) و پلی‌کاپرولاکتون (PCL) در طراحی اسکفولدها بسیار مورد توجه قرار دارند زیرا ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آن‌ها می‌تواند به‌طور دقیق تنظیم شود. این مواد از مزایای خاصی از جمله استحکام مکانیکی بالا، قابلیت تجزیه در زمان مشخص و کنترل دقیق ویژگی‌های سطحی برخوردارند. از آنجا که این مواد می‌توانند به صورت دقیق طراحی شوند، می‌توانند ویژگی‌هایی مانند نرخ تجزیه‌پذیری، چگالی و ساختار سطحی را به‌طور خاص برای شرایط مختلف زخم‌های دیابتی تنظیم کنند. این امر می‌تواند به روند درمان کمک کند و علاوه بر آن، از آسیب به بافت‌های جدید در حال رشد جلوگیری کند. همچنین، به دلیل ساختار مولکولی متناسب، می‌توان مواد سنتتیک را به‌طور مؤثر با داروهای مختلف یا مولکول‌های رشد ترکیب کرد.

4. مواد سنتتیک: بیوسازگاری و واکنش‌های ایمنی
با وجود مزایای ذکر شده، یکی از چالش‌های عمده مواد سنتتیک، مشکل بیوسازگاری است. این مواد به‌طور طبیعی به بافت‌های بدن متصل نمی‌شوند و ممکن است باعث ایجاد واکنش‌های ایمنی در بدن شوند. این واکنش‌ها ممکن است منجر به التهاب و تحریک سیستم ایمنی شوند که می‌تواند روند ترمیم زخم‌ها را مختل کند. برای حل این مشکل، محققان به ترکیب مواد سنتتیک با مواد طبیعی و استفاده از پوشش‌های زیستی پرداخته‌اند تا از واکنش‌های ایمنی منفی جلوگیری کنند. به‌علاوه، افزودن مواد طبیعی به مواد سنتتیک می‌تواند خواص بیولوژیکی آن‌ها را بهبود بخشیده و عملکرد بهتری در فرآیند ترمیم زخم فراهم کند.

کاربرد سلول‌های بنیادی و کشت سلولی در ترکیب با اسکفولدها

سلول‌های بنیادی و کشت سلولی به عنوان یک رویکرد نوین در درمان زخم‌های دیابتی، به ویژه هنگامی که با اسکفولدهای پوستی ترکیب می‌شوند، در ترمیم و بازسازی بافت‌های آسیب‌دیده نقش حیاتی دارند. سلول‌های بنیادی به دلیل توانایی‌های خاصی که دارند، مانند تمایز به انواع مختلف سلول‌ها و توانایی خودترمیمی، می‌توانند به تسریع فرآیند ترمیم زخم‌های دیابتی کمک کنند. این سلول‌ها می‌توانند به طور مستقیم در ناحیه زخم‌ها وارد شده و به سلول‌های پوستی، فیبروبلاست‌ها، و کراتینوسیت‌ها تمایز یابند، که این امر موجب بازسازی بافت آسیب‌دیده و بهبود عملکرد آن می‌شود. زمانی که این سلول‌ها در کنار اسکفولدهای پوستی قرار می‌گیرند، اسکفولد به عنوان یک ساختار پشتیبان عمل کرده و محیط مناسبی را برای رشد و تمایز سلول‌ها فراهم می‌آورد. به علاوه، این ترکیب می‌تواند به رفع مشکلاتی مانند کاهش ظرفیت ترمیمی در افراد دیابتی که به دلیل اختلالات خون‌رسانی و عملکرد ضعیف سیستم ایمنی بهبود نمی‌یابند، کمک کند.

در ترکیب با اسکفولدها، سلول‌های بنیادی می‌توانند به عنوان یک منبع مولکول‌های رشد و فاکتورهای ترمیمی عمل کنند که فرآیندهای سلولی مورد نیاز برای ترمیم سریع و مؤثر زخم‌ها را تحریک می‌کنند. برای مثال، سلول‌های بنیادی می‌توانند فاکتورهای رشد مانند EGF (Epidermal Growth Factor) و VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) را آزاد کنند که به نوبه خود باعث تحریک رشد سلول‌های جدید، بهبود خون‌رسانی، و افزایش تولید کلاژن در ناحیه آسیب‌دیده می‌شوند. همچنین، استفاده از کشت سلولی بر روی اسکفولدهای زیستی می‌تواند به کاهش خطر عفونت‌ها و جلوگیری از التهاب‌های مزمن که در زخم‌های دیابتی معمول است، کمک کند. این رویکرد ترکیبی با استفاده از سلول‌های بنیادی و اسکفولدها نه تنها به بهبود سریع‌تر زخم‌های دیابتی کمک می‌کند، بلکه می‌تواند کیفیت زندگی بیماران را به طور چشمگیری افزایش دهد.

چالش‌ها و محدودیت‌های فعلی در استفاده از اسکفولدهای زیست‌سازگار

• هزینه بالا و عدم دسترسی آسان به مواد پیشرفته

• عدم تطابق ایمنی در برخی بیماران

• کنترل دقیق نرخ تجزیه با توجه به شرایط بالینی

• ناتوانی برخی اسکفولدها در القای آنژیوژنز مؤثر

• تداخل با واکنش‌های ایمنی موضعی

• موانع ترجمه فناوری از آزمایشگاه به کاربرد بالینی

نتیجه‌گیری و پیشنهادات

استفاده از اسکفولدهای زیست‌سازگار در مهندسی بافت به‌عنوان یک راهکار نوین و مؤثر در درمان زخم‌های دیابتی اثبات شده است. طراحی دقیق این داربست‌ها همراه با انتخاب مناسب سلول و فاکتورهای زیستی می‌تواند نقش کلیدی در بازسازی موفقیت‌آمیز بافت پوستی داشته باشد. با این حال، همچنان نیاز به مطالعات بالینی گسترده‌تر، بهینه‌سازی فرمولاسیون‌ها و کاهش هزینه‌ها وجود دارد تا این فناوری بتواند به‌طور گسترده در درمان بالینی مورد استفاده قرار گیرد.