Biomaterials & Drug Delivery Systems
مقدمه
مهندسی بافت و پزشکی بازساختی یک حوزه با سرعت پیشرفت بالا است که زیستشناسی، مهندسی و پزشکی را برای ترمیم، جایگزینی یا بازسازی بافتها و اندامهای آسیبدیده با هم ترکیب میکند. دانشمندان و پزشکان با استفاده از بیومتریالها، سلولهای بنیادی و مولکولهای زیستفعال، قصد دارند فرآیندهای بهبود طبیعی بدن را شبیهسازی کنند.
این رشته پتانسیل تحولآفرینی برای مراقبتهای بهداشتی مدرن دارد. با رویکردهای میانرشتهای و فناوریهای پیشرفتهای مانند زیستپرینت سهبعدی، نانومدیسین و بیومتریالهای هوشمند، مهندسی بافت و پزشکی بازساختی نه تنها آینده پزشکی را بازتعریف میکند – بلکه بهبود عملکردی و شخصیسازیشده را به واقعیت تبدیل میسازد. در ادامه، چگونگی نوآوری در تقاطع علم و مهندسی را بررسی میکنیم که به درمانهای نسل بعدی و پیشرفتهای نجاتبخش منجر میشود.
دامنه تحقیق
این دپارتمان از تکنیکهای پیشرفته برای تبدیل یافتههای پایه به کاربردهای بالینی استفاده میکند. دامنه پژوهشهای ما شامل موارد زیر است:
Scaffold Design and Biomanufacturing: توسعه scaffolds وbio-mimetic با استفاده از بیومواد مصنوعی و طبیعی که علاوه بر ایجاد حمایت ساختاری، سیگنالهای بیوشیمیایی و الکترو-مکانیکی لازم برای چسبندگی، تکثیر و تمایز سلولی را فراهم میکنند.
منبع و برنامهریزی سلولی: شناسایی، جداسازی و تمایز کنترلشده سلولهای مرتبط، شامل سلولهای بنیادی پرتوان (iPSCs) و سلولهای بالغ، برای کاشت روی اسکaffold و ارتقای یکپارچگی بافت.
رگزایی و عصبزایی: طراحی استراتژیهایی برای ایجاد شبکههای عروقی و عصبی عملکردی در بافتهای مهندسیشده که برای بقای بلندمدت و عملکرد در vivo ضروری هستند.
بیوراکتور و سیستمهای کشت: طراحی و بهینهسازی بیوراکتورهای تخصصی که محیط فیزیولوژیک بومی را شبیهسازی میکنند و اجازه میدهند سازههای بافتی پیچیده قبل از کاشت بهطور دقیق رشد و آماده شوند.
تنظیم ایمنی در بازسازی: بررسی روشهایی برای مدیریت پاسخ ایمنی میزبان بهمنظور جلوگیری از پسزدگی و تسهیل یکپارچگی بیوقفه بافتها و سلولهای مهندسیشده.
سیستمهای پاسخگو و چند-تحریکی پویا: طراحی سازههای پیشرفته که به صورت پویا به تحریکهای داخلی (pH، آنزیمها، پتانسیل اکسید-کاهش، دما، گلوکز)، خارجی (بار مکانیکی، میدان مغناطیسی، الکتریکی، اولتراسوند) و بیوشیمیایی (عوامل رشد، سیتوکینها، پپتیدها) پاسخ دهند تا تشکیل بافت پیچیده به صورت دقیق در محل آسیب هدایت و بهینه شود.
اهداف اصلی
اهداف ترجمهای ما هدایت توسعه راهکارهای بالینی قابل کاربرد را تضمین میکند. اهداف اصلی عبارتند از:
توسعه جایگزینهای عملکردی بافت: ایجاد بافتهای زنده، رگدار و عصبدار بهعنوان جایگزین کامل برای بافتهای آسیبدیده مانند استخوان، غضروف، پوست و عضله قلبی.
ترویج بازسازی in situ: طراحی اسکaffoldهای نوآورانه که سلولهای بدن را به محل آسیب جذب میکنند و بازسازی بافت را بدون نیاز به کشت سلولی خارجی ممکن میسازند.
شتاببخشی به ترجمه بالینی: انتقال سریع سازههای مهندسی بافت از مرحله آزمایشگاهی به مطالعات پیشبالینی و بالینی با تضمین ایمنی، یکپارچگی بافت و کارایی.
پیشبرد پزشکی شخصیسازیشده: استفاده از سلولهای مشتق شده از بیمار و تکنیکهای 3D bioprinting برای ایجاد پیوندهای اختصاصی بیمار، کاهش پسزدگی ایمنی و افزایش اثر درمانی.