خلاصه فناوری
زخمها بهعنوان یکی از مسائل جدی در حوزه بهداشت و درمان، نیازمند راهحلهای نوین و کارآمد برای تسریع در فرآیند بهبود هستند. توسعه یک ترمیمکننده زخم دولایه که شامل لایه زنوگرفت حیوانی و هیدروژل با ویژگیهای خاص میباشد، این امکان را فراهم میآورد که با ترکیب مناسب این دو عامل، عملکرد ترمیم زخمها بهبود یابد. این ترمیمکننده زخم به عنوان یک راهکار نوین در حوزه درمان زخمها، برای کاهش خطر عفونت در زخمها و تسریع روند ترمیم طراحی خواهد شد.
لایه زنوگرفت حیوانی که از پوست ماهی مشتق خواهد شد، به عنوان لایه اولیه ترمیمکننده عمل خواهد کرد و برای تحریک آبشار انعقادی، تکثیر و مهاجرت سلولهای کلیدی در فرایند ترمیم و افزایش نرخ کلاژنسازی در محل زخم به کار خواهد رفت. این لایه به دلیل خواص طبیعی خود که شامل تحریک آنژیوژنز، تأمین مواد غذایی و تسهیل در رشد سلولهای بافتی خواهد بود، بهبود قابلتوجهی در فرآیند ترمیم زخمها ایجاد خواهد کرد. بهعلاوه، کارایی بالای این لایه بعنوان جاذب، ترشحات زخم را جذب و از نشت آنها به بیرون جلوگیری خواهد کرد که این امر به تثبیت بهتر بر روی زخم کمک میکند. میزان بالای کلاژن نوع I، شباهت زیاد ساختار مورفولوژیک پوست ماهی با پوست انسان، میکروبیوتای غیرعفونی آن، سازگاری زیستی بالا، عدم ایمونوژنیسیتی، حفظ رطوبت و چسبندگی مناسب پانسمان به محل زخم همگی از نقاط قوت قابل توجه پوست ماهی هستند. از طرفی دورریز بودن آن نیز هزینه تولید پانسمان را تا حد چشمگیری کاهش میدهد. استفاده مستقیم از پوست ماهی مراحل استخراج کلاژن و فرایندهای پاییندست آن را نیز حذف میکند.
لایه دوم، یعنی لایه هیدروژلی با ویژگیهای خاص، از مواد افزودنی ضدمیکروبی برخوردار خواهد بود که به منظور کاهش خطر عفونت در محل زخم به کار خواهد رفت. این هیدروژل، علاوه بر خواص ضدعفونی، با ایجاد محیط مرطوب و جذب ترشحات زخم، از خشکشدن زخم جلوگیری میکند که این امر به تسریع فرآیند ترمیم زخم و کاهش نیاز به تعویض مکرر کمک خواهد کرد. همچنین خواص ضدمیکروبی لایه هیدروژلی باعث میشود عفونتهای زخم که اغلب باعث تأخیر در فرآیند بهبود میشوند، به حداقل ممکن رسیده و سلامت عمومی بیماران حفظ خواهد شد. فناوری بهکاررفته نهتنها به دلیل اینکه قادر به ایجاد شرایطی ایدهآل برای ترمیم زخمها خواهد بود، بلکه به دلیل هزینه پایین و مناسب تولید و قابلیت اجرا در محیطهای درمانی مختلف نیز توجه بسیاری به خود جلب خواهد کرد. این ترمیمکننده دولایه، با ترکیب لایه زنوگرفت حیوانی و هیدروژل با خواص ضدمیکروبی، ترمیم سریعتری ارائه خواهد داد و بهبود مؤثری در کیفیت درمان زخمهای مختلف، از جمله زخمهای مزمن و سوختگی، رقم خواهد زد.
ضرورت مسئله
زخمها یکی از مسائل حیاتی در حوزه بهداشت جهانی بهشمار میآیند که هرساله علاوه بر صدمات جسمانی و روحی به انسان، به اقتصاد نیز آسیب میزنند. طبق گزارشات جهانی، حدود 3 درصد از کل هزینههای سالانه سیستم بهداشتی به درمان زخمها اختصاص دارد، که نشاندهنده اهمیت و جدیت این مسئله است. در ایران، سوانح سوختگی سالانه بیش از 25 تا 30 هزار بیمار را به مراکز درمانی میکشاند. از این تعداد، حدود 3 هزار نفر نیاز به بستریشدن دارند و حدود 10 درصد از بیماران جان خود را از دست میدهند.
این آمار نشاندهنده پیچیدگی و اهمیت مدیریت صحیح و سریع این نوع زخمها است که نیازمند بهرهوری از فناوریهای پزشکی پیشرفته و مصرف بهینهی منابع درمانی میباشد. علاوه بر سوختگیها، زخمهای جراحی نیز یک چالش دیگر در مواجهه با زخمها به حساب میآیند. این زخمها نیازمند روشهای درمانی خاصی برای ترمیم و بهبودی سریع و موثر هستند که باید براساس استانداردهای بینالمللی انجام شوند. یکی از مشکلات اساسی کشور، تحریمهای بینالمللی است که واردات ملزومات پزشکی مانند پانسمانهای حساس را دچار مشکل کرده و منجر به خروج ارز از کشور میشود. این وضعیت نشاندهنده نیازمندی به استقلال تولید ملزومات پزشکی و توانمندی در ساخت آنها در داخل کشور است. مدیریت صحیح زخمها از جمله اولویتهای اصلی سیاستهای بهداشتی و درمانی کشور است که نیازمند همکاری فعال بین مراکز درمانی و صنعت پزشکی است تا بتوان بهبودی موثر و پایدار را برای افراد مبتلا به زخمها فراهم کرد.
مسئله اصلی تحقیق
زخمهای مزمن یکی از مشکلات بهداشتی جدی هستند که نه تنها هزینههای بالای درمانی و مراقبتی در پی دارند، بلکه موجب مشکلات فیزیکی و روانی برای بیماران میشوند. این زخمها به دلیل ویژگیهایشان، مانند عفونتهای مکرر و طولانیمدتبودن فرآیند درمان، نیازمند راهحلهای مؤثر و کارآمد برای مدیریت و درمان هستند. به منظور بهبود و تسریع در فرآیند درمان این زخمها، نیاز به توسعه ترمیمکنندههای زخم با ویژگیهای خاص از جمله خاصیت ضدمیکروبی، توانایی ایجاد محیط مرطوب و قابلیت جذب ترشحات وجود دارد. یک ترمیمکننده زخم باید بتواند چالشهای درمان زخم را حل کند. از جمله این چالشها موارد زیر میباشند:
- اغلب ترمیمکنندههای زخم، صرفاً برخی جنبههای ترمیم را پوشش میدهند. درحالیکه زنوگرفت پوست ماهی نهتنها در تمامی مراحل ترمیم زخم نقش کلیدی ایفا میکند، بلکه چسبندگی مناسبی به محل زخم داشته، رطوبت کافی را حفظ میکند و خصوصیت ضدباکتریایی نیز دارد.
- اگرچه تاکنون زنوگرفتهایی از پوست برخی جانوران وارد بازار جهانی شدهاست، اما نگرانی آلودگی با عوامل بیماریزای جانوری از مهمترین دغدغهها در خصوص استفاده از این نوع زنوگرفتها بوده است. عدم انتقال هیچگونه آلودگی از طریق زنوگرفت پوست ماهی مورد استفاده ما در مقایسه با سایر جانوران و میکروبیوتای غیرعفونی آن چالش مطروحه را هموار ساختهاست.
- بهرهگیری از کلاژن خالصشده در فرمولاسیونهای متفاوت پانسمان، نیازمند فرایندهای استخراج و تخلیص این پروتئین از منابع اولیه میباشد که هزینهبر و زمانبر است. استفاده مستقیم از پوست ماهی بهعنوان زنوگرفت بر این مشکلات فائق خواهد آمد.
- زخمهای مزمن به دلیل طولانی بودن دوره درمان، مستعد عفونتهای باکتریایی هستند که میتواند فرآیند بهبود را مختل کند. بارگذاری مواد ضدمیکروبی در لایه هیدروژلی ترمیمکننده برای جلوگیری از گسترش عفونت و ایجاد محیطی استریل میتواند به رفع این مشکل کمک کند.
- بسیاری از مواد استفادهشده در ترمیمکنندهها ممکن است با بدن سازگاری نداشته و موجب تحریکات یا عوارض جانبی شوند. بنابراین اطمینان از اینکه محصول موردنظر دارای نرخ زیستسازگاری بالای 80 درصد و سمیت سلولی کمتر از 20 درصد باشد ضروری است.
- بسیاری از ترمیمکنندههای پیشرفته موجود در بازار، هزینه تولید بالایی دارند و دسترسپذیری آنها برای تمامی بیماران ممکن نیست. استفاده از مواد اولیه با هزینه پایین و قابلدسترس نظیر زنوگرفت حیوانی مشتق شده از پوست ماهی که هم از جنبه اقتصادی به صرفه باشد و هم به راحتی در دسترس قرار گیرد میتواند راهحل مناسبی برای این چالش باشد.
درباره تیم پژوهشی
نام و نام خانوادگی |
رشته/ مقطع تحصیلی |
همکار/مشاور طرح |
وضعیت و محل اشتغال فعلی |
سیده شیرین شاهنگیان |
دکتری تخصصی بیوشیمی |
مجری |
عضو هیأتعلمی/دانشگاه گیلان |
اسماعیل عیسیزاده |
کارشناس ارشد بیوشیمی |
همکار |
دانشجوی دکتری/دانشگاه گیلان |
رضا منفردحاجی شیرکیائی |
کارشناسی ارشد نانوبیوتکنولوژی |
همکار |
فارغالتحصیل |
مهدی پیری |
کارشناسی پرستاری |
همکار |
شاغل در بیمارستان |
سوابق عرضهکننده فناوری و مسئول اصلی تیم پژوهشی
ایشان عضو هیأت علمی و دانشیار بیوشیمی از گروه زیستشناسی دانشگاه گیلان هستند. خانم دکتر شاهنگیان بیش از یک دهه در زمینه تحقیقاتی استخراج، خالصسازی و تعیین خصوصیات عملکردی-ساختاری انواع پروتئینها و آنزیمهای نوترکیب و طبیعی و نیز آنزیمهای مصنوعی فعالیت داشتهاند. طی چند سال اخیر نیز بر جداسازی پروتئینها و سایر بیوماکرومولکولهای کاربردی، ارزشمند و گرانقیمت از دورریزهای زیستی و کاربردهای درمانی آنها متمرکز شدهاند. از ایشان مقالات ISI و علمی-پژوهشی متعددی در مجلات معتبر داخلی و خارجی به چاپ رسیده است و راهنمایی و مشاوره دانشجویان بسیاری را در مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری بر عهده داشتهاند.
ایشان پس از فارغالتحصیلی از رشته کارشناسی میکروبیولوژی بهعنوان کارشناس آزمایشگاه میکروبی تشخیص طبی فعالیت داشتند. ایشان در مقطع کارشناسی ارشد رشته بیوشیمی در حوزه زخم پوشهای دیابتی و استخراج ماکرومولکول های زیستی از زبالههای زیستی فعالیت داشتند. پس از فارغالتحصیلی از مقطع کارشناسی ارشد بهعنوان دانشجوی دکتری در همان رشته و دانشگاه مشغول به تحصیل هستند. لازم به ذکر است ایشان دارای چند مقاله علمی-پژوهشی نیز هستند.
ایشان دوره کارشناسی خود را در رشته زیستشناسی گیاهی در دانشگاه گیلان گذراندهاند. در ادامه در مقطع کارشناسی ارشد در رشته نانوبیوتکنولوژی در دانشگاه شهید بهشتی به تحصیل پرداختند. وی دارای چندین سال تجربه در حوزه زخم پوشهای درمانی آنتیباکتریال میباشد. لازم به ذکر است ایشان دارای چندین مقاله ISI و کنفرانسی در زمینه زخم پوشهای زیستی، نانویی و آنتی باکتریال میباشند.
ایشان دوره کارشناسی خود را در رشته پرستاری در دانشگاه علوم پزشکی زابل گذراندهاند. در حال حاضر ایشان در بیمارستان عرفان نیایش تهران شاغل بوده و دارای تجربیات ارزندهای در زمینه درمان بیماران ترومای سوختگی، دیابتیک و جراحی هستند.
مزایا
- تسریع در بهبود زخم: این ترمیمکننده با ایفای نقش در همه مراحل ترمیم و نیز حفظ رطوبت، محیط ایدهآلی برای تکثیر و رشد سلولهای جدید و تولید کلاژن و سایر فاکتورهای ترمیمکننده فراهم میکند، که به تسریع فرآیند ترمیم زخم کمک میکند.
- جلوگیری از عفونت: مواد ضدمیکروبی موجود در ترمیمکننده از گسترش عفونتهای باکتریایی جلوگیری میکند و محیطی استریل برای زخم فراهم میسازد.
- کاهش خطر عفونت: خاصیت جاذب ترمیمکننده منجر به جذب مؤثر ترشحات زخم میشود و از نشت آنها جلوگیری میکند، که به کاهش خطر عفونت کمک میکند و شرایط بهینهای برای ترمیم زخم فراهم میآورد.
- صرفه اقتصادی: استفاده از مواد اولیه مقرونبهصرفه نظیر زنوگرفت حیوانی مشتق شده از پوست ماهی، هزینه تولید این ترمیمکننده را کاهش میدهد و دسترسپذیری آن را برای بیماران افزایش میدهد. تولید پانسمان از پوست ماهی که درواقع یک دورریز زیستی است، نه تنها بسیار مقرونبهصرفه است، بلکه از جنبه حذف آلودگی زیستمحیطی ناشی از انباشت ضایعات ماهیها نیز حائز اهمیت است.
- ایمنی و سازگاری: این ترمیمکننده دارای زیستسازگاری بالا و سمیت سلولی پایین است، که نشاندهنده سازگاری آن با بدن انسان و کاهش تحریکات یا عوارض جانبی است.
- سهولت استفاده: طراحی دولایه این ترمیمکننده استفاده آسان و تعویض راحت آن را فراهم میکند، که هم برای بیماران و هم برای پرسنل درمانی اهمیت زیادی دارد.
کاربرد
ترمیمکننده زخم پیشنهادی با توجه به ویژگیهای منحصر به فرد خود نظیر ایجاد محیط مرطوب، خاصیت ضدمیکروبی و قابلیت جذب ترشحات، و ایفای نقش اساسی از ابتدا تا انتهای فرایند ترمیم زخم میتواند در درمان انواع زخمها و بهبود شرایط بیماران مؤثر باشد. یکی از کاربردهای اصلی این ترمیمکننده، درمان زخمهای مزمن است. این نوع زخمها به دلیل گردش خون ضعیف و احتمال بالای عفونت، به سختی بهبود مییابند. استفاده از ترمیمکنندهای که بتواند محیط مرطوب و ضدمیکروبی فراهم کند، میتواند به تسریع در بهبود این زخمها کمک کند. ترمیمکننده زخم پیشنهادی در درمان زخمهای سوختگی نیز بسیار مفید است.
خاصیت مرطوبکنندگی و ضدمیکروبی این ترمیمکننده میتواند به بهبود زخمهای سوختگی کمک کرده و از عفونت آنها جلوگیری کند. زخمهای ناشی از تروما، مانند بریدگیها و ضربات مکانیکی، نیز با استفاده از این ترمیمکننده سریعتر بهبود مییابند و خطر عفونت در آنها کاهش مییابد. این ترمیمکننده به دلیل خاصیت ضدمیکروبی قوی، میتواند به درمان زخمهای عفونی نیز کمک کند و عفونت را کنترل و از بین ببرد. بیماران با سیستم ایمنی ضعیف، نظیر بیماران سرطانی یا افراد دارای نقص ایمنی، که به دلیل بیماریهای خاص یا درمانهای تهاجمی، مستعد زخمهای پوستی هستند، میتوانند از این ترمیمکننده برای بهبود زخمهای پوستی استفاده کنند. به طور کلی، ترمیمکننده زخم پیشنهادی با ارائه محیط مرطوب و ضدعفونیشده، جذب ترشحات و هزینه تولید پایین، میتواند به عنوان یک راهحل مؤثر و مقرونبهصرفه برای درمان انواع زخمها، بهبود کیفیت زندگی بیماران و کاهش هزینههای درمانی به کار رود.
خروجیهای مورد انتظار تحقیق
ترمیمکننده زخم پیشنهادی دارای خروجیهای کیفی برجستهای است که آن را از سایر روشهای درمانی متمایز میکند. این ترمیمکننده با ارائه محیط مرطوب و ضدمیکروبی، قابلیت جذب ترشحات زخم، کاهش خطر عفونت و زیستسازگاری بالا با بافتهای بدن را فراهم میکند. علاوه بر این، از جمله خروجیهای کیفی آن میتوان به تسریع در فرآیند بهبود زخم، بهبود کیفیت زندگی بیماران و راحتی استفاده از آن اشاره کرد که از اهمیت بالایی برخوردارند و به عنوان یک راهحل موثر در درمان زخمهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرند.
از جمله خروجیهای کمی موردانتظار طرح مذکور عبارت است از:
- نرخ تخلخل بالای 70 درصد جهت تبادل با گازها و وجود رطوبت مناسب برای تسریع در فرآیند بهبود زخم
- نرخ زیستسازگاری بالای 80 درصد جهت عدم ایجاد واکنشهای منفی و سمیت سلولی
- بهبود 80 درصدی زخمهای سوختگی و عفونی حیوانی در کمتر از 14 روز
هزینه و زمان اجرای طرح
- هزینه اجرای طرح حدود 726 میلیون تومان برآورد میشود.
- مدتزمان اجرای طرح حدود 12 ماه برآورد میشود.
تسهیم مالکیت فکری
- مالکیت معنوی: مشارکتکننده در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و مشارکتکننده در ژورنالهای داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانسها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دستاندرکاران مجاز خواهد بود.
- مالکیت منافع مادی: سهم مشارکت شرکت/شتابدهنده متقاضی حداقل 10 و حداکثر 35 درصد خواهد بود (منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری بر اساس توافق طرفین و مشترک خواهد بود و با توجه به سهم آورده نقدی و غیرنقدی توسعهدهنده، سهم مالکیت قابل مذاکره و توافق است).
ارتباط با ما
شماره تماس:
021-88486498
اینستاگرام:
iran.challenges@