تولید نسل جدید ژل‌های سیلیکونی حاوی حامل‌ها‌ی آنتی‌بیوتیک بر پایۀ اگزوزوم برای ممانعت از تشکیل اسکار و درمان آن با قابلیت کاربرد درموردِ زخم‌های
شرح ایده
تولید نسل جدید پانسمان‌های ژل سیلیکونی ضدمیکروبی به فرم ژل‌های خودخشک‌شونده به‌عنوانِ یک روش درمانی پیشرفته برای زخم‌های بازسازی‌نشده و پوست با بافت پوششی ازبین‌رفته یا زخم‌های باز که امکان جلوگیری از تشکیل اسکارهای (جای باقی‌ماندۀ زخم روی پوست) ناهنجار را فراهم می‌آورند، مسئلۀ مطرح‌شده در طرح حاضر است. هدف اصلی این پروژه ساخت ژل سیلیکونی نانوساختار تحت عنوان Ex®Sil با پتانسیل درمانیِ بالا در جلوگیری از تشکیل بافت اسکار و ترمیم آن و قابلیت درمانی و ایمنی در زخم‌های باز است.
گزارش پیشرفت طرح و مستندات تصویری
مراحل انجام این پروژه به 3 فاز تقسیم می‌شود: فاز اول) ساخت پانسمان ژل سیلیکونی ضدمیکروبی خودخشک‌شونده: خروجی این مرحله یک سیال سیلیکونی با نام تجاری JRG®Silبرای مصارف پیشگیری و درمان اسکارهای هیپرتروفیک و کلویید‌ها با کاربرد موضعی است که می‌تواند به‌سرعت خشک‌شده و فیلم نازکی را روی پوست ایجاد کند. این ژل سیلیکونی توانایی کاهش چشم‌گیر اسکارهای ناشی از شکاف‌های ایجادشده بر اثر جراحی، زخم‌های غیرمترقبه، سوختگی یا زخم‌های پوستی را داشته و موجب کاهش اندازه و بهبود شکل ظاهری اسکار می‌شود؛ فاز دوم) تولید پانسمان‌های ژل سیلیکونی ضدمیکروبی حاوی گونه‌های نانوکیسک ترکیبی بر پایه اگزوزوم‌های مستخرج از سلول‌های بنیادی مزانشیمی انسانی و پلیمرهای قطعه‌ای آمفیفیل خطی از طریق استراتژی‌های خودهمگرایی کوپلیمرهای آمفیفیل به کمک تراشه‌های میکروسیالی: برای ارائۀ نسل جدیدی از ژل‌های سیلیکونی بازساختی نیاز است که مکانیسم درمانی فعال (Active Therapy) در فرایند تشکیل مجدد بافت پوششی که در حقیقت مهاجرت نوع خاصی از الیگومر‌های سیلیکونی دوگانه دوست از میان لایۀ شاخی است، تقویت شود. همچنین نانوکیسک‌های اگزوزومی ترکیبی دو هدف اصلی را دنبال خواهند کرد: 1) به‌عنوانِ نانوحامل‌های موثر دارو برای بارگذاری و رهایش کنترل‌شدۀ داروهای آب‌گریز و آب‌دوست درمان زخم عمل خواهند کرد؛ 2) پیش‌بینی می‌شود، به‌واسطۀ حضور موتیف‌های اگزوزومی در بدنۀ نانوکیسک‌ها و تقویت نقش مهاجرت گروه‌های سیلیکونی آمفیفیل و القای آپوپتوز در سلول‌های فیبروبلاست مستخرج از اسکار هیپرتروفیک (HSF)، ژل سیلیکونی نانوساختار تهیه‌شده تحتِ عنوان Ex®Sil دارای پتانسیل درمانی بالایی در جلوگیری از تشکیل بافت اسکار و ترمیم آن داشته باشد؛ فاز سوم) انجام آزمون‌های حیوانی (In Vivo): در فاز آخر برای اطمینان از قابلیت درمانی و ایمنی محصول روی اسکار و زخم‌های باز و آمادگی برای انجام تست‌ها روی پوست انسان نیاز است تا آنالیز کامل روی پوست حیوانات انجام شده و بررسی کامل صورت گیرد. درحال‌حاضر فاز اول این پروژه به‌طور کامل انجام یافته و نتایج آنالیز‌ها نشان می‌دهد که ژل سیلیکونی ساخته‌شده (JRG®Sil) به‌تنهایی دارای خواص ساختاری و ترمیمی بسیار قوی برای درمان اسکار است. فاز دوم این پروژه نیز در حال انجام بوده و انتظار می‌رود تا 15 شهریور این سال به نتیجه برسد. در نهایت پیش‌بینی می‌شود که فاز آخر این پروژه تا آخر آذر ماه این سال به اتمام برسد. تست‌های انجام‌شده روی ژل سیلیکونی ساخته‌شده، شامل تست‌های خواص شیمیایی، خواص فیزیکی، خواص رئولوژیکی و تست‌های سمیت و زیست‌سازگاری است. برای بررسی کیفیت محصول، از نمونه‌های مشابه تجاری برای مقایسه استفاده شده است.
آزمون سنجش ظرفيت کل آنتی اکسيدان سلولی (TAC) و آزمون سنجشِ وضعيت کل اکسيدان سلولی (TOS) :
با بررسي ميزان ظرفيت آنتي‌اكسيداني سلول‌هاي پوست (TAC)، نتيجۀ به‌دست‌آمده، نشان‌دهندۀ حفظ ظرفيت آنتي‌اكسيدانيِ سلول‌هاي تيمارشده با TreatedJRG®Sil (یا همان (Ex®Sil است و افزايش اين ظرفيت براي مقابله با عوامل استرس‌زاي سلولي است. اين ظرفيت، در واقع سلول را در مقابل عوامل خارجي و استرس‌زا محافظت مي‌كند. آزمايش TOS ميزان كل مواد اكسيدان سلولي را نشان مي‌دهد، به اين مفهوم كه، هرچه تعداد اين مواد بيشتر باشد استرس سلولي و توليد راديكال‌هاي آزاد مضر اشاره‌شده در قسمت قبل، براي سلول بيشتر خواهد بود. نتايج نشانگر افزايش اين مواد در نمونۀ تجاري نسبت به نمونۀ كنترل و نمونۀ Ex®Sil است. همچنين به‌خوبي قابل مشاهده است كه ميزان مواد اكسيدان در نمونۀ Ex®Sil نسبت به نمونۀ كنترل كاهش يافته است. در نتيجه نمونۀ سنتزي، استرس سلولي پايين‌تري داشته و داراي ظرفيت مواد آنتي‌اكسيدان سلولي بيشتري است، كه در نهايت باعث افزايش درصد زنده‌ماني سلول‌ها و ايجاد بستر مناسب براي التيام زخم خواهد شد. از طرفی در نمونۀ تجاري، استرس سلوليِ ايجادشده، باعث پايين آمدن ظرفيت آنتي‌اكسيداني سلول و افزايش ميزان مرگ سلولي مي‌شود.
آزمون تعیین میزان بهبود اسکار (In Vivo) :
عکس 2: قبل (سمت چپ) و بعد (سمت راست) نمونۀ کنترل
عکس 3: قبل (سمت چپ) و بعد (سمت راست) از اعمال محصول تجاری
عکس 4: قبل (سمت چپ) و بعد (سمت راست) از اعمال محصول Ex®Sil
برای بررسی میزان بهبود اسکار روی پوست موش، 5 نقطه روی 5 عدد موش به شکل مساوی ایجاد شد. پس از گذشت 5 روز و با پایانِ بهبودی گروه کنترل آزمایش خاتمه یافت. دیده شد که بهبود زخم توسط محصول Ex®Sil بسیار قابل مشاهده‌تر و موثر‌تر در مقایسه با نمونۀ تجاری بوده است. که نشانۀ برتری قابلیت درمان اسکار، کاهش سریع اندازۀ اسکار فقط در کمتر از یک هفته در مقایسه با نمونۀ تجاری است.
جوایز و افتخارات
- پژوهشگر برجستۀ مهندسی پلیمر، انجمن مهندسی پلیمر ایران؛؛
- پژوهشگر جوان برجسته، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران
- پژوهشگر برتر دانشگاه (سه سال پیاپی) و برندۀ جایزۀ ویژۀ بنیان‌گذار دانشگاه صنعتی سهند؛
- پژوهشگر برتر استانی و برندۀ جایزۀ ویژۀ وزارت کشور؛
- دریافت فلوشیپ تحقیقاتی Humboldt از موسسۀ تحقیقاتی ماکس پلانک برای تحقیقات پلیمر، ماینز، آلمان؛
- استاد کارآفرین برتر در حوزۀ پلیمر و پتروشیمی و برندۀ جایزۀ انجمن صنفی مهندسان پلیمر و شیمی ایران؛
- انتخاب طرح پژوهشی در حوزۀ پلیمر به‌عنوانِ طرح پژوهشی تجاری‌سازی‌شدۀ برتر در اولین جشنوارۀ ملی سهند؛
- برندۀ جایزۀ بنیاد آکادمی علوم چین و موسسۀ مواد پیشرفته شنزن (SIAT) برای دستاوردهای برجسته در حوزۀ پزشکی؛
- انتخاب طرح پژوهشی در حوزۀ پزشکی به‌عنوانِ ایدۀ برتر تجاری در دانشگاه Koç ترکیه؛
- اخذ گرنت پژوهشی در حوزۀ تحقیقات مهندسی بافت از اتحادیۀ اروپا در چارچوب پروژههای افق 2020 (Horizon 2020)؛
- اخذ گرنت پژوهشی با محوریت تجاری‌سازیِ محصول MVP از موسسه Tubitak ترکیه.
همکاران و مشاوران
دکتر الهه مسائلی – نگین زاکری – لیدا آدی بیک – حسین نجفی
آیندۀ خود و تحقیق‌تان را چطور ارزیابی میکنید؟
پیش‌بینی ما بر این است که استفادۀ نوین از نانوساختارهای ترکیبی اگزوزومی و ساختارهای مولکولی جدید و پرکاربرد از کوپلیمرهای قطعه‌ای دوگانه‌دوست در کنار پانسمان‌های سیلیکونی، دارای پتانسیل بسیار بالایی در معالجۀ اسکار بوده و قابل استفاده درموردِ زخم‌های باز باشند. این پانسمان‌های سیلیکونی می‌توانند به‌عنوانِ جایگزین‌های مناسب برای محصولات خارجی یا سایر روش‌های درمانی رایج یا فاکتورهای رشد محسوب شوند. همچنین می‌توان از فناوری توسعه‌داده‌شده برای توسعۀ دیگر محصولات سیلیکون‌تراپی استفاده کرد.