ساخت یک پلیمر زیستی حافظه دار برای کاربرد های ویژه پزشکی

محققان موسسه فناوری جورجیا در آمریکا به تازگی موفق به ساخت پلیمر ویژه ای شدند که در اثر گرما دچار تغییر شکل می شود و برای باز کردن رگ های بسته شده، نرون های مغز و مهره های آسیب دیده ستون مهره ها می توان از آن استفاده نمود. این پلیمر های حافظه دار را می توان به طور موقت تا چندین برابر حالت اصلی شان کشید یا فشرده نمود اما آن ها به محض اعمال گرما، نور یا تماس با محیط شیمیایی خاص به شکل واقعی و دایمی خود باز می گردند. به گزارش سانا، پروفسور Ken Gall می گوید: "تمرکز من بیشتر برروی بهینه سازی این پلیمر ها برای کاربرد های زیست پزشکی گوناگون بوده است. تحقیقات آزمایشگاهی من بیشتر برروی این نکته که چگونه ساختار و شیمی این پلیمر ها برروی ویژگی های شیمیایی، مکانیکی و بیولوژیکی شان تاثیر می گذارد متمرکز بوده است". به گفته وی که استاد موسسه فناوری جورجیا می باشد، ویژگی های مکانیکی این پلیمر ها آن ها را به شدت برای بسیاری از کاربرد های زیست پزشکی جذاب نموده است.
به علاوه، مهندسین نیز به دنبال مواد پلیمری خاصی می گردند که بتواند نیاز های خاص و دشوار آن ها را برای کاشت اعضای مصنوعی در بدن تامین نماید. در این موارد توجه ویژه ای می باید به رفتار های زیستی، پایداری و سازگاری زیستی این مواد در تماس با بافت ها و مایعات بدن داشت.
با انجام تحقیقات و تاییدیه موسسه ملی زیست مهندسی و زیست پزشکی ملی سلامت آمریکا (NIH)، Gall موفق به جایگزینی لوله های (Stent) فلزی مورد استفاده برای باز کردن عروق قلب با انواع پلیمری آن گردیده است. این موفقیت در کنار ویژگی های خاص این ماده جدید، از نزدیکی بیشتر رفتار بیولوژیکی بافت های بدن با این پلیمر و نیز امکان حل شدن تدریجی آن در داخل بدن نشات گرفته است.
گروه تحقیقاتی Gall یک stent از این پلیمر حافظه دار ساخته اند که می توان آن را همانند stent های فلزی پس از فشرده کردن از طریق سوراخی کوچک در داخل بدن به داخل عروق بسته شده فرستاد. پس از مدتی گرمای بدن موجب تغییر شکل پلیمر به حالت فیزیکی دایمی آن می شود که در نتیجه بدون نیاز به ابزار آلات دیگری موجب باز شدن عروق گرفته قلبی می گردد.
پروژه های دیگری نیز توسط Gall و تیم تحقیقاتی اش در همین زمینه انجام شده است. Gall و دانشجویش David Safranski برروی تاثیر شیمی پلیمر ها برروی ویژگی های نهایی آن ها مانند جمع شدگی (stretchiness) کار کرده اند. آن ها یافته اند که با تغییر در شیمی زنجیره اصلی پلیمر مانند تغییر در گروه های جانبی می توانند موجب افزایش کرنش پلیمر پیش از شکست بدون ایجاد اثر منفی برروی سفتی آن شوند. این کشف امکان تولید پلیمر هایی را به وجود می آورد که جمع شدگی بسیار بالاتری دارند و در حین باز شدن نیروی بیشتری تولید می کنند.
علاوه بر این، Gall و Scott Kasprzak دیگر دانشجویش؛ برروی این موضوع کار کرده اند که چگونه از این پلیمر ها به جای Probe های فلزی اعصاب استفاده کنند. Gall می گوید که ما به دنبال یک ماده هوشمند هستیم که بتوان آن را در ابعاد 100 میکرون – درست به اندازه ابعاد یک رشته مو – ساخت و سپس آن را به داخل بافت مغز فرو کرد. این نوع Probe ها می باید بسیار به آهستگی شکل خود را در داخل مغز تغییر دهند تا موجب آسیب دیدگی بافت مغز نگردند.
Gall در پروژه دیگری برروی کاربرد این پلیمر ها در جراحی ستون فقرات نیز کار کرده است.