فناوری جدید برای درمان سکته قلبی؛ پچ هیدروژلی که قلب را ترمیم می‌ کند

سکته قلبی یکی از اصلی‌ترین دلایل مرگ‌ومیر در سراسر جهان است. در بسیاری از بیماران، پس از وقوع سکته، بافت عضلانی قلب آسیب می‌بیند و دیگر توانایی بازسازی ندارد. این موضوع باعث کاهش قدرت پمپاژ قلب و افزایش خطر نارسایی‌های مزمن می‌شود. دانشمندان مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) با ترکیب مهندسی زیستی و دارورسانی هوشمند، موفق شده‌اند پچ یا وصله‌ای از جنس هیدروژل بسازند که به شکل مستقیم روی قلب قرار گرفته و داروها را به‌صورت زمان‌بندی‌شده آزاد می‌کند تا روند بهبودی تسریع شود.

این دستاورد، که نتایج موفقیت‌آمیز آن در آزمایش‌های حیوانی اثبات شده است، می‌تواند در آینده نزدیک به یکی از تحولات بزرگ در درمان سکته قلبی تبدیل شود.

پچ هیدروژلی دارورسان؛ ایده‌ ای برای بازسازی قلب آسیب‌ دیده

بیشتر درمان‌های فعلی برای سکته قلبی بر بازگرداندن جریان خون به بافت آسیب‌دیده تمرکز دارند، اما هیچ‌کدام قادر به بازسازی سلول‌های مرده قلب نیستند. هدف دانشمندان MIT ایجاد سامانه‌ای بود که بتواند طی فرایند جراحی، روی بافت قلب نصب شود و به مرور زمان داروهای مختلف را در ناحیه‌ای مشخص آزاد کند. این پچ هیدروژلی مانند یک “کارخانه کوچک داروسازی” روی قلب عمل می‌کند و وظیفه دارد در مراحل مختلف ترمیم، مواد حیاتی را به سلول‌ها برساند.

آزمایش‌ها نشان داده‌اند که این پچ قادر است آسیب بافتی ناشی از سکته را تا ۵۰ درصد کاهش دهد و عملکرد طبیعی قلب را به شکل قابل‌توجهی بازیابی کند. این روش، برخلاف تزریق دارو به خون، دارو را دقیقاً در محل مورد نیاز آزاد می‌کند و به همین دلیل اثر درمانی بسیار بیشتری دارد.

ساختار پچ و نحوه عملکرد دارورسانی مرحله‌ ای

دانشمندان MIT برای ساخت این پچ از ریزذراتی استفاده کرده‌اند که از پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر PLGA ساخته شده‌اند؛ ماده‌ای که در بخیه‌های جذب‌شونده نیز کاربرد دارد. این ذرات مانند “کپسول‌های میکروسکوپی” طراحی شده‌اند که می‌توانند دارو را در خود نگه دارند و با گذشت زمان، به‌صورت کنترل‌شده آن را آزاد کنند.

پژوهشگران توانستند با تغییر وزن مولکولی این پلیمرها، زمان تخریب آنها را دقیقاً تنظیم کنند. سپس آرایه‌ای از این ذرات را درون یک ماتریس هیدروژلی (از جنس PEGDA) قرار دادند تا پچ نهایی ساخته شود. این پچ در هنگام جراحی به سطح قلب متصل می‌شود و طی دو هفته، سه داروی مختلف را در سه مرحله آزاد می‌کند.

• مرحله اول (روزهای ۱ تا ۳): داروی “نورگولین-۱” آزاد می‌شود تا از مرگ سلول‌های قلبی جلوگیری کند و عملکرد الکتریکی بافت را حفظ نماید.
• مرحله دوم (روزهای ۷ تا ۹): داروی “VEGF” آزاد می‌شود که موجب رشد رگ‌های خونی جدید و افزایش جریان خون در ناحیه آسیب‌دیده می‌شود.
• مرحله سوم (روزهای ۱۲ تا ۱۴): داروی “GW788388” آزاد می‌شود تا از تشکیل بافت اسکار (بافت زخم) جلوگیری کند؛ چراکه این بافت مانع انقباض طبیعی قلب می‌شود.

این زمان‌بندی دقیق باعث می‌شود که هر دارو در بهترین لحظه ممکن وارد عمل شود و بازسازی بافت قلبی به‌صورت تدریجی و مؤثر انجام گیرد.

نتایج آزمایش‌ های حیوانی و موفقیت چشمگیر پچ

پیش از آزمایش روی حیوانات، پچ هیدروژلی در شرایط آزمایشگاهی روی بافت‌های قلبی شبیه‌سازی‌شده مورد بررسی قرار گرفت. این تست‌ها نشان دادند که ریزذرات پچ، داروها را با سرعت مناسب آزاد می‌کنند و باعث بهبود چشمگیر بقای سلول‌ها در محیط کم‌اکسیژن می‌شوند.

در مرحله بعد، پچ بر روی موش‌هایی که دچار سکته قلبی شده بودند آزمایش شد. نتایج شگفت‌انگیز بود:

• حیواناتی که پچ را دریافت کردند، ۳۳ درصد نرخ بقای بالاتری نسبت به گروه کنترل داشتند.
• میزان بافت مرده در قلب آنها ۵۰ درصد کمتر از موش‌هایی بود که درمان معمولی دریافت کرده بودند.
• عملکرد پمپاژ قلب به شکل قابل توجهی به حالت طبیعی بازگشت.

این داده‌ها نشان می‌دهد که آزادسازی مرحله‌ای داروها، به‌مراتب مؤثرتر از تزریق مستقیم یا خوراکی آنها است.

مزایا و چشم‌ انداز آینده این فناوری

پچ هیدروژلی MIT نه تنها یک روش درمانی جدید، بلکه گامی مهم به سوی پزشکی هوشمند است. این فناوری می‌تواند در آینده برای درمان انواع دیگر آسیب‌های بافتی مانند سکته مغزی یا آسیب‌های عضلانی نیز به‌کار رود. از آنجا که مواد سازنده پچ زیست‌تخریب‌پذیر هستند، پس از انجام مأموریت خود در بدن تجزیه می‌شوند و نیازی به جراحی مجدد برای برداشت آن وجود ندارد.

محققان هم‌اکنون در حال آماده‌سازی این فناوری برای آزمایش بر روی حیوانات بزرگ‌تر هستند. اگر نتایج مشابهی حاصل شود، مسیر آغاز آزمایش‌های انسانی هموار خواهد شد. در صورت تأیید، این نوآوری می‌تواند به یکی از نخستین درمان‌های هدفمند برای بازسازی واقعی بافت قلب تبدیل شود.

نتیجه‌ گیری

نوآوری محققان مؤسسه فناوری ماساچوست نشان می‌دهد که آینده پزشکی در ترکیب مواد زیستی، نانوذرات و مهندسی ژنتیک نهفته است. پچ هیدروژلی دارورسان با طراحی دقیق خود، نه تنها توانسته روند مرگ سلولی را کاهش دهد، بلکه امکان بازسازی فعال قلب را نیز فراهم کرده است.

اگرچه هنوز تا کاربرد بالینی این روش در انسان فاصله داریم، اما یافته‌های فعلی امیدبخش هستند. روزی شاید بتوان بیماران دچار سکته قلبی را نه فقط از مرگ نجات داد، بلکه قلبشان را دوباره زنده کرد، قلبی که خود را ترمیم می‌کند و به تپیدن ادامه می‌دهد.