به مارکوپکس خوش آمدید

آیا می‌توانیم استخوان انسان را در خارج از بدن انسان پرورش دهیم؟

چکیده مقاله

آنچه در این مقاله خواهید خواند:

پاسخ این سوال ممکن است به زودی مثبت باشد، اما قبل از اینکه بفهمیم چطور ممکن است، باید ببینیم که چگونه استخوان‌ها به طور طبیعی در داخل بدن رشد می‌کنند.

رشد بیشتر استخوان‌ها از زمان جنینی به عنوان یک غضروف نرم و انعطاف پذیر شروع می‌شوند. سلول‌های تشکیل دهنده استخوان، غضروف‌ها را با یک شبکه معدنی اسفنجی ساخته شده از عناصری مانند کلسیم و فسفات جایگزین می‌کنند.

این شبکه سخت‌تر می‌شود، زیرا استئوبلاست‌ها (آستیوبلاست‌ها)، سلول‌های تخصصی استخوان ساز، مواد معدنی بیشتری را ته نشین می‌کنند و به استخوان‌ها قدرت می‌دهند.

در حالی که شبکه به خودی خود از سلول‌های زنده ساخته نشده است، شبکه‌هایی از رگ‌های خونی، اعصاب و سایر بافت‌های زنده از طریق کانال‌ها و مجاری خاص رشد می‌کنند و در طول دوره رشد، گروهی از استئوبلاست‌ها اسکلتی را تقویت می‌کند که از اندام‌های ما محافظت می‌کند. به ما امکان حرکت می‌دهد، سلول‌های خونی تولید می‌کند و موارد دیگر.

اما این روند اولیه ساخت به تنهایی برای استحکام و عملکرد استخوان‌ها کافی نیست.

اگر استخوانی را که به این روش ساخته شده بود، عضلات را به آن متصل می‎‌کردید و سعی داشتید از آن برای بالا بردن وزنه سنگین استفاده کنید، احتمالاً استخوان دچار آسیب شدیدی می‌شد. اما این آسیب‌ها معمولاً برای ما اتفاق نمی‌افتد زیرا سلول‌های ما به طور مداوم در حال تقویت و ساخت استخوان در هر مکانی که از آنها استفاده شود هستند. اصلی که ما از آن به عنوان قانون ولف یاد می‌کنیم.

با این حال، مواد استخوانی یک منبع محدود هستند و این استخوان تقویت کننده جدید می‌تواند فقط در صورت وجود مواد کافی تشکیل شود.

خوشبختانه، سازندگان استئوبلاست‌ها، همتای دیگری به نام استئوکلاست یا بازیافت کننده‌ها دارند.

استئوکلاست‌ها با استفاده از اسیدها و آنزیم‌ها، شبکه معدنی غیرضروری را تجزیه می‌کنند تا استئوبلاست‌ها بتوانند مواد بیشتری اضافه کنند.

یکی از اصلی‌ترین دلایل اینکه فضانوردان باید مدام در مدار ورزش کنند به دلیل عدم آسیب استخوان‌ها در اثر گرانش صفر است.

همانطور که توسط قانون ولف مطرح شده، این باعث می‌شود که استئوکلاست‌ها فعال‌تر از استئوبلاست‌ها باشند و در نتیجه باعث از دست رفتن تراکم و قدرت استخوان می‌شود.

هنگامی که استخوان می‌شکند، بدن شما توانایی شگفت انگیزی در بازسازی استخوان آسیب دیده دارد، گویی که شکستگی هرگز اتفاق نیفتاده است.

برخی شرایط خاص مانند از بین بردن سرطان، حوادث آسیب‌زا و نقص ژنتیکی، از توانایی طبیعی بدن برای ترمیم تجاوز می‌کند.

راه‌حل‌های رایج شامل پر کردن حفره‌ها از فلز، استخوان حیوانات یا تکه‌های استخوان از اهدا کنندگان انسان است. اما هیچ یک از این‌ها بهینه نیستند زیرا می‌توانند باعث عفونت شوند یا توسط سیستم ایمنی بدن رد شوند و بیشتر آن‌ها نمی‌توانند عملکرد استخوان‌های سالم را داشته باشند.

یک راه حل ایده آل، پرورش استخوانی است که از سلول‌های خود بیمار ساخته شده باشد و متناسب با شکل دقیق حفره باشد و این دقیقاً همان چیزی است که دانشمندان در حال حاضر سعی در انجام آن دارند.

ابتدا پزشکان سلول‌های بنیادی را از بافت چربی بیمار استخراج کرده و برای تعیین ابعاد دقیق استخوان از دست رفته سی تی اسکن می‌کنند.

آن‌ها سپس شکل دقیق حفره را، با چاپگرهای سه بعدی  مدل می‌کنند و یا با تراش دادن استخوان‌های گاوی سلول زدایی شده ساختارا ولیه آن را می‌سازند.

این استخوان‌ها، استخوان‌هایی هستند که تمام سلول‌ها از آنها دور شده و فقط شبکه معدنی اسفنج مانند باقی مانده است.

سپس سلول‌های بنیادی بیمار را به این شبکه اضافه کرده و آن را در یک راکتور بیولوژیکی قرار می‌دهند، دستگاهی که تمام شرایط موجود در بدن را شبیه سازی می‌کند.

دما، رطوبت، اسیدیته و ترکیب مواد مغذی همه باید برای سلول‌های بنیادی مناسب باشد تا به استئوبلاست‌ها و سلول‌های دیگر متمایز شود، شبکه معدنی را استعمار کرده و بافت زنده را بازسازی کند.

اما یک چیز از دست رفته است. قانون ولف را به خاطر دارید؟

یک استخوان مصنوعی باید فشار واقعی را تجربه کند، در غیر این صورت ضعیف و شکننده خواهد شد، بنابراین راکتور بیولوژیکی به طور مداوم مایعات را به اطراف استخوان پمپ می‌کند و فشار به استئوبلاست‌ها می‌گوید که تراکم استخوان را اضافه کنند.

همه اینها را کنار هم قرار دهید و در عرض سه هفته، استخوان زنده آماده بیرون آمدن از بایو ریاکتور و کاشت در بدن بیمار است.

 

مجله مارکوپکس

آخرین مقاله‌ها

مجله مارکوپکس

دیویژن(نسخه ۱۴)

برنامه دیویژن برای طیف گسترده‌ای از کاربران و متخصصین طراحی شده تا همه‌ی نیاز‌های مختلف را به بهترین شکل ،سهولت و امنیت بالا تامین کند.

فناوری اطلاعات و تصویربرداری پزشکی

ایجاد شبکه داده‌های بهداشتی فدرال

جای خالی شبکه‌های فدرال این روزها بسیار قابل لمس است، زیرا دسترسی به داده‌های بهداشتی جهت برنامه‌ریزی برای سلامت جمعیت، تحقیقات پایه و استفاده از

FHDN
تصویربرداری پزشکی

شبکه‌ داد‌ه‌‌های سلامت فدرال (FHDN)

چالش‌، نیاز و فرصت‌ها در شبکه‌ داد‌ه‌های سلامت فدرال (FHDN) با توجه به چالش‌های اشتراک‌گذاری داده‌های حساس سلامت، شبکه‌ داده‌های سلامت فدرال (FHDN) به‌ عنوان

تازه‌های مارکوپکس