ملخصات الأبحاث

التحكم في ليونة الأنسجة، وتَيَبُّسها

.A.van Oosten et al
  • Published online:

من المفترَض أن المرونة اللزوجية للشبكات البوليمرية المتشابكة شبه المرنة، التي تمنح هذه الشبكات شكلها، والقدرة على مقاومة التشوه الميكانيكي في الهيكل الخلوي الداخلي، والنسيج البيني الخلوي الخارجي تهيمن على ميكانيكا الأنسجة. غير أن الاستجابات الميكانيكية للأنسجة اللينة والمواد الهلامية البوليمرية شبه المرنة تختلف في كثير من النواحي. فالأنسجة تتيبس تحت الضغط، وليس عند التمدد، في حين أن الشبكات البوليمرية شبه المرنة تلين تحت الضغط، وتتيبس عند التمدد. في التشوه القصِّي، تتيبس المواد الهلامية البوليمرية شبه المرنة مع زيادة الشدّ، ولكنّ الأنسجة لا تتيبس.

في البحث المنشور، يستخدم الباحثون أنظمة تجريبية متعددة، ونموذجًا نظريًّا؛ ليوضحوا أن الجمْع بين مرونة الشبكة البوليمرية غير الخطية، والشوائب الجسيمية (الخلوية) ضروري لمحاكاة ميكانيكا الأنسجة التي لا يمكن استنساخها باستخدام الشبكات البوليمرية الحيوية، أو الأنظمة الجسيمية الغروية وحدها. ينبثق انسياب الأنسجة ولُدُونتها من التفاعل بين الشبكات البوليمرية التي تتيبّس بالشد، والخلايا المحتفظة بحجمها، الموجودة بداخل الشبكات. ويمكن تحويل الشبكات البوليمرية، التي تلين بالضغط، وتتيبس بالتمدد إلى مواد تتيبس بالضغط، وليس بالتمدد، وذلك من خلال إدخال خلايا أو جسيمات خاملة داخل الشبكة؛ لتقييد أنماط ارتخاء الشبكات الليفية المحيطة بها. كما تكبح الشوائب الجسيمية التيبس عند التشوه القصّي؛ فعندما تكون نسبة الحجم الجسيمي منخفضة، يكون لها تأثير ضئيل على مرونة الشبكات البوليمرية، ولكنْ مع تكدس الجسيمات في نطاق صغير، تتحول المادة من اللين تحت الضغط إلى التيبُّس تحت الضغط. وظهور استجابة مرنة في هذه المواد المركّبة له آثار على كيفية تغيُّر تيبُّس الأنسجة في حالة المرض، ويمكن أن يؤدي إلى خلل وظيفي خلوي. وإضافة إلى ذلك.. يمكن استخدام تلك النتائج في تصميم مواد حيوية، لها خصائص ميكانيكية ذات أهمية فسيولوجية.