یک پانسمان بیوپلیمر ارزان قیمت برای کمک به بهبود زخم های مزمن

19ژوئیه 2021 - ده ها میلیون بیمار در سراسر جهان از زخم های مزمنو بالقوه تهدید کننده ی زندگی رنج می برند. برای این زخم های مزمن که دلیل اصلی قطع عضو نیز هستند، درمان هایی وجود دارد اما هزینه ی پانسمان های موجود آنچنان بالا است که می تواند مانعی برای دسترسی افراد نیازمند باشد.

اکنون، یک محقق ایرانی در دانشگاه ایالتی میشیگان تیمی بین المللی از دانشمندان را برای تولید یک پانسمان بیوپلیمری با هزینه کم و عملی رهبری کرده است که به بهبود این زخم ها کمک می کند.

فن آوری های کارآمد موجود برای اکثر سیستم های مراقبت های بهداشتی بسیار گران هستند که همین موضوع استفاده ی به موقع از آنها را محدود می کند. بهمین دلیل به یک فناوری مقرون به صرفه، عملی و موثر مورد نیاز است. دکتر مرتضی محمودی، استادیار کالج پزشکی انسانی دانشگاه ایالتی میشیگان و برنامه دقیق سلامت، برای توسعه ی این فن آوری جدید، با سالها مطالعه ی مواد پیشرفته برای التیام بافت قلب، مبارزه با عفونت ها و پشتیبانی از سیستم ایمنی، تجربه و تخصص بی نظیری را کسب کرد. محققان همچنین هزینه ی هر پانسمان را در نظر گرفته و تلاش کردند تا محصولی ارزان قیمت تولید کنند که حتی در کشورهایی با منابع محدود نیز برای بیشتر بیماران قابل دسترس باشد.

دکتر محمودی در تحقیقات اخیر خود که در 19 ژوئیه در مجله Molecular Pharmaceutics منتشر شد، به هدف خود که تولید محصولی موثر و مقرون به صرفه است که در اختیار همه ی بیماران قرار گیرد، نزدیک شد. وی در حال کار با شرکایی در انگلستان است که شرکتی را برای نظارت و توسعه ی این فناوری جدید تأسیس کرده اند.او گفت: ما در حال ایجاد تیمی با تجربه و متخصص در انگلیس هستیم که بتواند به طور موثر پانسمان را تجاری سازی کند. این شرکت برنده ی جایزه ی بسیار رقابتیEurostar  شد که برای تسریع توسعه ی این پانسمان استفاده خواهد شد.

دکتر محمودی با همکاران خود آزمایشی کوچکی با این پانسمان بر روی 13 بیمار مبتلا به زخم های مزمن انجام دادند که همگی آنها بهبود یافتند.

دکتر محمودی گفت: تخمین زده می شود که در جهان بیش از 45 میلیون نفر از زخم های پیشرفته ی مزمن - آنهایی که به درمان های سنتی پاسخ نمی دهند – رنج می برند، و این یکی از مبرم ترین و فوری ترین نیازهای بهداشتی در سراسر جهان است.ایالات متحده حدود 5٪ از این جمعیت را در خود جای داده است، با این وجود بیش از 90٪ از فن آوریهای فعال مراقبت از زخم در ایالات متحده به فروش می رسند. این اساساً به معنای عدم استفاده از این فن آوریها در سایر نقاط جهان است.

زخم های وریدی پا و زخم های فشاری همراه با عدم تحرک در بیماران مسن و افراد فلج نیز از دلایل عمده ایجاد زخم های مزمن هستند، اما شاید مشهورترین نمونه این نوع آسیب، زخم پای دیابتی باشد. در سراسر جهان، بیش از 400 میلیون فرد مبتلا به دیابت زندگی می کنند و برخی مطالعات تخمین زده اند که تا یک چهارم این بیماران در طول زندگی خود به زخم پای دیابتی مبتلا می شوند.

حتی با وجود سطح بالایی از مراقبت های موجود در ایالات متحده ، بیش از 30 درصد از بیمارانی که به زخم پای دیابتی مبتلا می شوند، ظرف پنج سال از زمان شروع زخم، می میرند. برای مقایسه، این درصد بالاتر از مرگ و میر ناشی از سرطان پستان، سرطان پروستات و سرطان روده بزرگ است.

زخم های پای دیابتی نیز به دلایلی که درمان زخم های مزمن را بسیار دشوار می کند، به سختی بهبود می یابند.بیماران دیابتی می توانند به دلیل محدود شدن جریان خون و سایر عواملی که پاسخ ایمنی بدن آنها را کند کرده و توانایی بدن در ترمیم خودی خود زخم را به خطر می اندازند، دچار زخم های مزمن شوند. آنها همچنین ممکن است به دلیل آسیب عصبی متوجه ی درد ناشی از زخم نشده و همین موضوع سبب شود که درمان زخم آنها به تاخیر افتد. وقتی زخم ها با سرعت کمتری بهبود می یابند و مدت زمان بیشتری باز می مانند، باکتری ها فرصت بیشتری برای ایجاد عفونت و ایجاد عوارض جدی دارند. به صراحت باید گفت که در زخم های مزمن اتفاقات زیادی رخ می دهد.

دکتر محمودی گفت: زخم های مزمن از پیچیده ترین مواردی هستند که پزشکان باید درمان کنند، اگر می خواهید یك پانسمان مناسب بسازید، باید بتوانید تمام این مشكلات را برطرف كنید و برای اینكه برای بیشتر بیماران در دنیا قابل دسترس باشد، باید استفاده از آن راحت، عملی و ارزان باشد.

فن آوری های بسیاری برای پشتیبانی از بهبود زخم های مزمن در دسترس هستند، اما در آنهایی که می توانند بازسازی بافت را تحریک کنند، معمولاً از بافت های طبیعی استفاده شده است. این پانسمانها پیچیده و گران هستند، در نتیجه محصولی با قیمت بیش از 1000 دلار، برای بسیاری از بیماران و سیستم های مراقبت های بهداشتی قابل دسترس نخواهد بود.

محمودی برای رفع این مشكلات، از تجربیات زیادی که در زمینه تولید مواد جدید برای كاربردهای زیست پزشكی به دست آورده است، استفاده کرد. او با طراحی محصولی از بیوپلیمرهای در دسترس توانست هزینه های تولید را پایین نگه دارد و تیم وی توانستند با افزودن مواد مختلف دیگر به این پانسمان بهبودی زخمهای مزمن را تسریع و تضمین کنند.

این تیم، با تهیه ی یک چارچوب انعطاف پذیر از الیاف نانو - نخ های بسیار نازک - از پلیمرهای طبیعی، از جمله کلاژن، که یک پروتئین پشتیبانی کننده ی ساختاری در پوست و غضروفهای ما است، کار خود را آغاز کرد. آنها با این چارچوب یک داربست سه بعدی تولید کردند که مهاجرت سلول ها و توسعهرگهای خونی جدید را تقویت می کند، اساساً عملکرد ماتریس خارج سلولی، که یک سیستم پشتیبانی طبیعی در بافت سالم و زنده است را تقلید می کند.

دکتر محمودی گفت: مهم اینست که خصوصیات فیزیکی و مکانیکی پانسمان واقعاً نزدیک به خاصیت پوست باشد زیرا برای بهبودی، سلول های جدید باید احساس کنند در خانه ی خود هستند.

گروه دکتر محمودی توانست پروتئین ها، پپتیدها و نانو ذراتی را در این چارچوب جای دهد که نه تنها رشد سلول های جدید و رگ های خونی را تحریک می کند، بلکه با تشویق سیستم ایمنی بدن خود بیمار برای پیوستن به این مجموعه، باکتری ها را از بین می برد. (تجربیات این تیم در مورد این عناصر در نشریات قبلی در Nature Nanotechnologyو Trends in Biotechnology ثبت شده است).

این پانسمان همچنین با گذشت زمان خود به خود تخریب می شود، به این معنی که مجبور به تغییر پانسمان یا برداشتن آن نیستید زیرا این کار به طور بالقوه محل زخم را بدتر می کند. دکتر محمودی با حدود 20 دلار برای هر پانسمان، معتقد است كه این پانسمان ها - در صورت تأیید توسط سازمان های نظارتی- حتی برای سیستم های مراقبت های بهداشتی بدون منابع کافی كه با این زخم های جدی روبرو هستند، نیز مقرون به صرفه است.

اگرچه محصولات تجاری زیادی برای مراقبت از زخم هم اکنون عرضه می شوند، اما دکتر محمودی خوشبین است که این پانسمان جدید به دلیل هزینه کم، عملکرد بالا و تحقیقاتی که سالها پیش انجام داده است، برجسته خواهد شد.

در پروژه قبلی، او هیچ فناوری جدیدی توسعه نداد. او با صدها کارمند بخش بهداشت و درمان در سراسر ایالات متحده مصاحبه کرد و از آنها پرسید که از یک پانسمان زخم چه انتظاری دارند و به چه چیزی نیاز دارند. دکتر محمودی، گفت: ما این پانسمان را برای حل مشکلات آنها تهیه کردیم. یکی از پزشکان به من گفت: وقتی محصولات زیادی را در بازار می بینید، به این معنی است که هیچ یک از آنها بطور مطلوب کار نمی کنند.

بیش از 20 محقق در این پروژه به دکتر محمودی پیوستند، كه نماینده ی حدود 15 موسسه تحقیقاتی مختلف از جمله دانشكده پزشكی هاروارد، دانشگاه اموری، Georgia Tech؛ دانشگاه ایالتی راتگرز؛ دانشگاه مک گیل؛ دانشگاه Siegen آلمان و دانشگاه Santiago de Compostela  در اسپانیا، هستند.

منبع:

https://www.news-medical.net/news/20210719/A-low-cost-biopolymer-dressing-to-help-heal-chronic-wounds.aspx