مروری بر مطالعات انجام شده در جهت بهبود خواص مکانیکی هیدروژل های زیست سازگار برای کاربردهای ترمیم بافت پوست

هیدروژل ها به دلیل شباهت ساختاری به ماتریکس خارج سلولی (ECM)، ظرفیت بالای جذب آب و زیست سازگاری عالی به عنوان داربست های ایده آل در مهندسی بافت پوست شناخته می شوند. با این حال ضعف ذاتی خواص مکانیکی هیدروژل های سنتی که منجر به شکست زودهنگام آن ها تحت تنش های فیزیولوژیکی پوست می شود کاربرد بالینی آن ها را به شدت محدود کرده است. این مقاله مروری به بررسی جامع استراتژی های پیشرفته مهندسی مواد برای غلبه بر این محدودیت می پردازد. در این راستا دو رویکرد اصلی به تفصیل مورد بحث قرار می گیرند (۱) طراحی هیدروژل های با شبکه ی دوگانه (DN) که از طریق مکانیزم شکست پیوندهای فدا شونده انرژی را به طور موثری پراکنده کرده و چقرمگی فوق العاده ای از خود نشان می دهند و (۲) توسعه ی هیدروژل های نانوکامپوزیتی که با افزودن نانوپرکننده هایی با استحکام بالا مانند مشتقات گرافن و نانورس ها به طور قابل توجهی تقویت می شوند. شواهد تجربی نشان می دهند که این هیدروژل های پیشرفته نه تنها خواص مکانیکی قابل مقایسه با پوست انسان (مدول یانگ در محدوده کیلوپاسکال تا مگاپاسکال) از خود بروز می دهند، بلکه در مدل های حیوانی نیز منجر به تسریع بسته شدن زخم و بهبود کیفیت بافت ترمیم شده، از جمله بازسازی ساختارهای ضمیمه ای پوست مانند فولیکول های مو می شوند. در نهایت چالش های پیش رو برای انتقال این فناوری ها به کاربردهای بالینی از جمله مقیاس پذیری، تولید زیست سازگاری بلندمدت و اخذ تاییدیه های نظارتی به همراه چشم اندازهای آینده مانند توسعه هیدروژل های هوشمند و زیست چاپ سه بعدی مورد بحث و بررسی قرار می گیرد.

کلیدواژه ها:

هیدروژل ، زیست سازگار ، ترمیم زخم ، پوست ، خواص مکانیکی ، شبکه دوگانه (DN) ، هیدروژل نانوکامپوزیت ، تقلید زیستی (Biomimicry) ، پیوندهای قربانی شونده ، نانوپرکننده گرافن ، نانورس ، خود ترمیم شوندگی ، پانسمان هوشمند ، زیست چاپ سه بعدی ، انتقال بالینی