مهندسی بافت دریچه های قلبی اتولوگ با استفاده از داربست ها

مهندسی بافت دریچه های قلبی اتولوگ با استفاده از داربست های مصنوعی
ایده ی مهندسی بافت دریچه های قلبی نخستین بار توسط Shianko و همکارانش در سال 1995 مطرح شد. آنها از شبکه های بافته شده ی Polyglactin که به وسیله دو شبکه بافته نشده ی PGA احاطه شده بود ، استفاده کردند. این کار برای تولید دریچه های تک لتی ششی و با کشت مجدد سلول های اندوتلیال و یا میوفیبروبلاست بر روی آن ها صورت گرفت. به منظور تولید دریچه های سه لتی مواد بر پایه پلی هیدروکسی آلکانوآت (PHA) مورد استفاده واقع شد و در مدل های Sheep مورد ارزیابی قرار گرفت. چنین دریچه هایی به طور همزمان گشوده شدند و تولید لخته در آنها مشاهده نشد. در طول زمان مشاهده شد که این دریچه ها سبب تنگی خفیف مجرا و اندکی بازگشت خون شد. مهمترین نقص این روش تخریب طولانی مدت داربست ها بود که به نوبه ی خود سبب مقاومت داربست در شرایط Invivo می شد ، در نتیجه سبب عدم جایگزینی به هنگام توسط بافت اتولوگ می شدند. متعاقباً مواد مختلف دیگری برای تولید داربست و نیز شرایط متنوع کشت مورد آزمایش قرار گرفت. گسترش سلول ها بر روی PGA یک ماتریکس خارج سلولی خیلی ایده آل تر نسبت به بسیاری از پلیمر های دیگر را نشان داد. با این وجود PGA برای تولید داربست های مربوط به دریچه های سه لتی گزینه ی مناسبی محسوب نمی شود ؛ چرا که این ماده به عنوان یک شبکه بافته نشده از فیبرهای نابسامان شناخته شده ، لذا نمی توانند با نام یک ساختار از پیش تعیین شده در شرایطی که تحت جریان خون قرار می گیرند ، خود را معرفی کنند. جهت ارتقای استحکام مکانیکی PGA دانشمندان اندکی تنش برشی به داربست اعمال کردند که پاسخ مثبتی را نیز به دنبال داشت. استفاده از الاستومرهای پلاستیک P4HB به عنوان یک ماده ی پوشش دهنده برای داربست PGA جهت تقلید شرایط ضربانی موجود در قلب جهت مهندسی دریچه مورد بحث و بررسی قرار گرفت. این داربست ها دارای تخریب مناسب بوده و خصوصیت همودینامیکی مناسب از خود نشان دادند. به علاوه ویژگی مکانیکی و نیز مورفولوژی به مقدار زیادی نزدیک با ساختار دریچه ی طبیعی بود.


منابع سلولی
- سلول های به دست آمده از سیستم قلبی و عروقی
بسیاری از سلول های مورد نیاز برای مهندسی بافت قلبی و عروقی توسط بافت های اهدایی به دست می آید. برای مثال یکی از این منابع ، شریان های محیطی مانند شریان پستانی و شریان شعاعی و یا وریدهایی که به طور معمول در اعمال جراحی قلب مورد استفاده قرار می گیرند ، است. خط سلولی (Cell Line) خالص از سلول های اندوتلیال و میوفیبروبلاست که از مخلوط سلول های عروقی به دست می آیند. مشخص شد که سلول های به دست آمده از ورید ، دارای تکثیر زیادتری در کشت تک لایه ی سلولی هستند. همچنین تشکیل ECM حین نمو سازه ی بافتی در مقایسه با میوفیبروبلاست های مشتق از شریان ها ، در این نوع از سلول ها افزایش بیشتری دارد. برای حصول این روش می بایست ساختارهای رگی سالم شکافته شوند. از دیگر سو ، چنین رگ هایی به لحاظ موجودیت با محدودیت مواجه هستند که از معایب این رویکرد محسوب می شود. به علاوه چنین سلول هایی ممکن است گاهی فنوتیپ هایی متفاوت را نسبت به سلول های بینابینی دریچه ای طبیعی از خود نشان دهند. همچنین به هیچ وجه نمی توان از عروق افراد مبتلا به آرتروکلروزیس سیستمیک برای تأمین منبع سلولی استفاده کرد.



- سلول های مغز استخوان
با توجه به کاربردهای کلینیکی ایده ی مهندسی بافت ، سلول های مغز استخوان شامل سلول های MSC و یا سلول های نیایی استخراج شده از خون محیطی می توانند گزینه های مناسبی برای این کار باشند. مغز استخوان تنها منبع جهت تأمین سلول های نیایی برای گلبول های قرمز و یا سایر سلول های خونی محسوب نمی شود اما سلول هایی را عرضه می کند که از بافتی غیرخونساز است.
کاربرد MSCها فواید زیادی از جمله فواید زیر را به دنبال دارند:

 به دست آمدن آنها به سهولت صورت می گیرد. دارای ظرفیت تکثیر بالایی در شرایط Invitro هستند. قابلیت تمایز بالایی به انواع مختلفی از بافت ها را دارا هستند.


MSCها را می توان با ایجاد یک سوراخ کوچک و ساده در ناحیه ی تاج خاصره (Ilic Crest) در شرایط بی حسی موضعی استخراج نمود. تراکم پایین این سلول ها را می توان توسط سانتریفیوژ گرادیان تراکم یا Density Gradient Centrifuge به حد دلخواه رساند. این سلول ها به علت خاصیت چسبندگیشان انتخاب می شوند. تکنیک های کشت مرسوم برای بسط و گسترش سلولی مورد استفاده قرار می گیرد. MSCهای شامل سلول های خونساز قادر به تشکیل اندام سفت و توپر میان کاردیومیست های عملگر و ساختارهای رگی هستند. مهندسی بافت پیشنهاد می کند که می توان از ریزمحیط هایی که تمایز سلولی را به سمت تولید فنوتیپ های مناسب جهت کاربردهای اتولوگ هدایت می کنند ، بهره برد.