مفصل‌های مصنوعی، استنت و ایمپلنت‌های دندانی از شایع‌ترین موارد استفاده از بیومتریال در بدن به جای بافت‌های آسیب دیده هستند. اما این جایگذاری در بدن ممکن است موجب بروز برخی واکنش‌های میزبان شود، و در نتیجه پیوند پس زده شود. دانشکده داروسازی و علوم ناتینگهام به تازگی کشف کرده است که توپوگرافی و ترکیب شیمیایی مواد پلیمری می‌تواند جایگزین موادی شود که پاسخ ایمنی بدن را کنترل می‌کنند. این کشفیات می‌تواند موجب کاهش خطر پس زده شدن پیوند دستگاه‌های پزشکی، مانند ایمپلنت دندانی بشوند.

واکنش میزبان، شامل مواردی مانند التهاب، واکنش به جسم خارجی و تولید کپسول فیبروزی از فعال شدن سلول‌های ایمنی مونوسیت و ماکروفاژ، که به سطح ایمپلنت می‌چسبند، نشئت می‌گیرد. توپوگرافی مواد یا ایمپلنت بر نحوه چسبیدن ماکروفاژ به آن موثر است.

پروفسور امیر قائم مقامی از دانشکده علوم و مسئول تحقیقات گفت: "ما به دنبال تولید موادی هستیم که بتوان آن‌ها را در امنیت کامل در بدن جایگذاری کرد تا سیستم ایمنی بدن به آن‌ها حمله نکند و پیوند موردنظر پس زده نشود. به همین منظور به دنبال موادی هستیم که پاسخ ایمنی بدن را کنترل کنند. از فناوری غربالگری در حجم بالا بهره بردیم تا بررسی کنیم که چگونه می‌توان از خصوصیات شیمیایی و توپوگرافی یک ماده برای طراحی سطوح  immune‐instructive و بکار بردن آن‌ها در ایمپلنت‌ها، استفاده کرد. این مورد بر عملکرد ماکروفاژ و در نتیجه پاسخ بیومتریال به جسم خارجی تاثیر می‌گذارد".

از رویکرد غربالگری حجم بالا برای تحقیق در مورد توپوگرافی مواد و چسبیدن سلول‌های ایمنی و رفتار 2176 میکروالگوها استفاده شد. نتایج نشان دادند که ستون‌های میکرونی، که قطر آنها بین 5 تا 10 میکرون متغیر است، در چسبیدن ماکروفاژ نقش کلیدی محرک را بازی می‌کنند. همچنین چگالی این ستون‌های میکرونی برای کنترل واکنش‌های التهابی فاکتور حیاتی محسوب می‌شود.

به علاوه، این تیم تحقیق دریافتند که شیمی پلیمر immune‐instructive، پاسخ ایمنی را به صورت موفق در مدلی از جوندگان کنترل کرده است. این موفقیت از طریق غربالگری پلیمرهای مختلف و تشخیص و شناسایی موادی که رفتار ماکروفاژها را کنترل می‌کنند، صورت می‌گیرد.

یک الگوریتم هوش مصنوعی برای مدل‌سازی رابطه بین شیمی مواد و پاسخ‌های سلولی ایجاد شده، استفاده شده است. نتایج حاکی از آن است که پلیمرهای مختلف immune-instructive، مقادیر متفاوت پروتئین را جذب می‌کنند. این مورد کلیدی برای پاسخ‌های ماکروفاژ است.

پروفسور مورگان از دانشگاه ناتینگهام اظهار داشت : کشف این مواد شگفت انگیز است چراکه می‌توانند همه چیز را در حوزه ایمپلنت‌های دندانی به طور کامل تغییر دهند.

منبع:

dental-tribune