-
شنبه, ۳۰ ارديبهشت ۱۴۰۲، ۰۳:۵۸ ب.ظ
-
۴۴
شناخت بافت استخوان
اگرچه استخوان به عنوان محکم‌ترین بافت بدن شناخته می‌شود، اما بیماری ها و عواملی چون حوادت مختلف، مشکلات مادرزادی، تحلیل استخوان، سرطان استخوان و... می تواند باعث آسیب دیدگی آن گردد. ضایعات استخوانی همواره به عنوان یکی از مهمترین مشکلات بالینی مطرح بودهاند. یکی از اصلی ترین راهکارهایی که در سالیان اخیر مورد استفاده قرار گرفته استفاده از مواد زیستی کاشتنی و داربست های مهندسی بافت استخوان بوده است که پیشینه ای پنجاه ساله دارد[1-3].
نقش استخوان در بدن
بافت استخوان به عنوان یک نانوکامپوزیت طبیعی در نظر گرفته می‌شود که دارای عملکردهایی همچون:
1- شکل دادن به بافتهای نرم بدن و تکیه گاهی جهت تحمل وزن بدن
2- محافظت از اندام‌های حیاتی بدن مانند محافظت از قلب و شش‌ها توسط دنده‌ها، محافظت از مغز استخوان، محافظت از مغز توسط جمجمه و غیره
۳- ایجاد حرکت در ماهیچه‌ها از طریق ایجاد تکیه‌گاه و اهرمی برای اعمال فشار
4- تولید سلولهای خونی
5- منبع تولید، تجمع و ذخیرهی مواد معدنی مورد نیاز بدن مانند فسفر و کلسیم
به‌طورکلی دو نوع بافت استخوانی قشری[1] یا کورتیکال[2] و بافت اسفنجی یا ترابکولا[3] در بدن مشاهده می‌شود. حدود 80 درصد بافت استخوان یک فرد بالغ را بافت قشری یا متراکم تشکیل میدهد که با چشم غیرمسلح به صورت فشرده و بی‌شکل دیده می‌شود. همچنین استخوان اسفنجی دارای ساختاری سه بعدی متخلخل با حفرات متصل بهم تشکیل می‌شود و ماده زمینه استخوان در این استخوان به صورت تیغه‌های نامنظم مشاهده می‌شود که سلولهای استخوانی در آن جای گیری شده‌اند. مغز قرمز استخوان حفره میانی استخوان‌های دراز و فضاهای میان ترابکولی استخوان‌های اسفنجی را پر می‌کند که محل تولید سلولهای خونی است[4]. استخوان مانند سایر بافتهای پیوندی، شامل ماده زمینه‌ای و سلولهای استخوانی میباشد. استخوان دارای چهار نوع متفاوت از سلولها شامل سلولهای مزانشیمال، استئوسیت[4]، استئوبلاست[5] و استئوکلاست[6] است. سلولهای مزانشیمال به تعداد کمی در استخوان وجود داشته و به استئوبلاست ها تمایز[7] پیدا می کنند.
1- استئوبلاست ها که به صورت سلول‌هایی تک‌هسته‌ای و چندضلعی هستند. این سلولها در محلی که فعالیت استخوان‌سازی زیاد است فراوان بوده و دارای شبکه آندوپلاسمی ناصاف و دستگاه گلژی هستند. این سلولها به مقدار زیادی آنزیم فسفاتاز قلیایی[8] تولید می‌کنند که نقش بسیار مهمی در معدنی زایی[9] استخوان و همچنین تشکیل پروتئین‌های ماتریس استخوان دارد. این سلولها همچنین برخی هورمون‌ها را که در خود استخوان فعالیت می‌کنند تولید می‌نمایند. استئوبلاست ها مخصوصاً در محلی که فعالیت سازندگی زیاد است، فراوان‌اند.
2- استئوسیت ها که از استئوبلاست ها منشأ می‌گیرند، سلول‌هایی ستاره‌ای شکل بوده و دو هسته بیضی و پر از کروماتین دارند. ناحیه‌ای از استخوان که توسط استئوسیت ها ساخته می‌شود لاکونا[10] نام دارد. برای جلوگیری از مرگ سلولی، استئوسیت ها توسط زوائد بسیار ظریف سیتوپلاسمی به یکدیگر مرتبط هستند. استئوسیت ها وظایف متنوعی هم چون تشکیل استخوان، نگه‌داری و بازسازی استخوان دارند.ا ستئوسیت هایی که در نواحی عمیق یا پیر بافت استخوانی قرار دارند دارای شبکه آندوپلاسمی ناصاف و دستگاه گلژی کمتری هستند. تا زمانی که صدمه‌ای به استخوان وارد نشود، استئوسیت ها تقسیم نمی‌شوند. با ایجاد ضایعه، تقسیمات سلول ها آغاز می‌شود. تعدادی از آنها به صورت استئوبلاست، ماده زمینه‌ای بی‌شکل را می‌سازند و خود به استئوسیت تبدیل می‌شوند، برخی دیگر به صورت سلول های اجدادی استخوان باقی می‌مانند.
3- استئوکلاست ها به عنوان سلولهای چندهسته‌ای مسئول تجزیه و جذب ماده زمینه استخوان در هنگام استخوان‌سازی (برای جلوگیری از افزایش حجم استخوان) هستند. این سلول ها، ابتدا ماده زمینه‌ای بی‌شکل و سپس کلاژن را تجزیه می‌کنند. نقش استئوکلاست ها عکس استئوبلاست هاست، به همین دلیل گاهی سلولهای مخرب نامیده می‌شوند. استئوکلاست های جوان تک هسته‌ای بوده و در هنگام فعالیت بازوفیلی و هنگام استراحت اسیدوفیلی هستند. با وجود اسید فسفاتاز دراستئوکلاست ها این سلول ها می‌توانند ماده زمینه‌ای را تجزیه کنند. به علاوه هنگامی که میزان کلسیم خون به علت عمل هورمون تیروکسین و پاراتورمون کاهش می‌یابد، استئوکلاست کلسیم را از استخوان می‌گیرد و به جریان خون می‌فرستد. استئوکلاست ها نزدیک سطح استخوان از حفره‌ای از ماده استخوانی در حال تخریب قرار دارند[5].
1. Fathi, M., A. Hanifi, and V. Mortazavi, Preparation and bioactivity evaluation of bone-like hydroxyapatite nanopowder. Journal of materials processing technology, 2008. 202(1): p. 536-542.
2. Motskin, M., et al., Hydroxyapatite nano and microparticles: correlation of particle properties with cytotoxicity and biostability. Biomaterials, 2009. 30(19): p. 3307-3317.
3. Teixeira, S., et al., Physical characterization of hydroxyapatite porous scaffolds for tissue engineering. Materials Science and Engineering: C, 2009. 29(5): p. 1510-1514.
4. Dutta, R.C. and A.K. Dutta, Cell-interactive 3D-scaffold; advances and applications. Biotechnology advances, 2009. 27(4): p. 334-339.
5. Wang, C., et al., Proliferation and bone-related gene expression of osteoblasts grown on hydroxyapatite ceramics sintered at different temperature. Biomaterials, 2004. 25(15): p. 2949-2956.
