سرطانهای استخوانی به دو گروه اصلی تقسیم میشوند: سرطانهایی که از خود بافت استخوان منشأ میگیرند و سرطانهایی که در اثر متاستاز سایر تومورها به استخوان منتقل میشوند. در میان تومورهای اولیه استخوان، استئوسارکوم شایعترین نوع بدخیم است و بیشتر در کودکان، نوجوانان و جوانان دیده میشود. این تومور معمولاً در استخوانهای بلند بدن، بهویژه اطراف زانو، ایجاد میشود و به دلیل رشد تهاجمی، احتمال متاستاز و دشواری درمان، اهمیت بالینی زیادی دارد.
درمان رایج استئوسارکوم معمولاً شامل ترکیبی از شیمیدرمانی، جراحی برداشت تومور و شیمیدرمانی تکمیلی است. داروهایی مانند دوکسوروبیسین، سیسپلاتین و متوترکسات توانستهاند شانس بقای بیماران را افزایش دهند، اما همچنان محدودیتهای مهمی وجود دارد. نفوذ ناکافی دارو به بافت استخوان، عوارض سیستمیک شدید، مقاومت دارویی، عود موضعی و متاستاز ریوی از چالشهای اصلی درمان هستند. علاوه بر این، پس از برداشتن تومور، معمولاً نقصهای بزرگ استخوانی ایجاد میشود که بازسازی آنها از نظر مکانیکی و زیستی بسیار دشوار است.
در همین نقطه، بایومتریالها نقش مهمی پیدا میکنند. برخلاف گذشته که مواد زیستی بیشتر بهعنوان پرکننده یا جایگزین ساده بافت استفاده میشدند، امروزه بایومتریالها بهعنوان پلتفرمهای فعال درمانی و بازساختی طراحی میشوند. این مواد میتوانند داروهای ضدسرطان را بهصورت موضعی در محل تومور آزاد کنند، غلظت دارو را در ناحیه هدف افزایش دهند و در عین حال عوارض ناشی از پخش دارو در کل بدن را کاهش دهند.
یکی از مهمترین کاربردهای بایومتریالها در استئوسارکوم، دارورسانی موضعی و کنترلشده است. پس از جراحی، ممکن است تعداد کمی از سلولهای سرطانی در بستر تومور باقی بمانند و باعث عود بیماری شوند. استفاده از هیدروژلها، نانوذرات، میکروذرات یا داربستهای داروبارگذاریشده میتواند به آزادسازی تدریجی دارو در همان محل کمک کند. این روش نهتنها اثر ضدتوموری را افزایش میدهد، بلکه احتمال آسیب به بافتهای سالم و اندامهایی مانند قلب، کلیه و مغز استخوان را کاهش میدهد.
در میان بایومتریالها، هیدروژلها به دلیل ساختار نرم، محتوای آب بالا و قابلیت تزریقپذیری، گزینهای جذاب برای پر کردن نقایص نامنظم استخوانی هستند. این مواد میتوانند دارو، فاکتور رشد یا حتی نانوذرات درمانی را حمل کنند. برخی هیدروژلها به محرکهایی مانند pH، دما یا آنزیمها پاسخ میدهند و دارو را فقط در شرایط خاص آزاد میکنند. با این حال، ضعف مکانیکی آنها باعث شده است که معمولاً با مواد معدنی یا سرامیکی ترکیب شوند.
از سوی دیگر، موادی مانند هیدروکسیآپاتیت، β-TCP و بیوگلس به دلیل شباهت به بخش معدنی استخوان، برای بازسازی استخوان بسیار ارزشمند هستند. این سرامیکهای زیستفعال میتوانند چسبندگی و تمایز سلولهای استخوانساز را تقویت کنند و به شکلگیری بافت استخوانی جدید کمک نمایند. ترکیب این مواد با پلیمرها یا داروهای ضدسرطان، امکان ساخت داربستهایی را فراهم میکند که هم نقش درمانی دارند و هم به بازسازی استخوان کمک میکنند.
در سالهای اخیر، بایومتریالهای هوشمند و پاسخگو به محرک نیز توجه زیادی جلب کردهاند. این مواد میتوانند در پاسخ به نور نزدیک به فروسرخ، میدان مغناطیسی، گرما، pH اسیدی یا گونههای فعال اکسیژن فعال شوند. برای مثال، برخی نانوذرات با تابش نور میتوانند گرمای موضعی تولید کنند و سلولهای توموری باقیمانده را از بین ببرند. برخی سامانههای مغناطیسی نیز با ایجاد هایپرترمی موضعی، اثر ضدسرطانی ایجاد میکنند. مزیت مهم این روشها، کنترل دقیقتر درمان در زمان و مکان مشخص است.
یکی از مفاهیم مهم در این حوزه، رویکرد «حذف تومور و بازسازی همزمان» است. در استئوسارکوم، تنها از بین بردن سلولهای سرطانی کافی نیست؛ زیرا پس از جراحی، بیمار با نقص استخوانی و کاهش عملکرد اندام مواجه میشود. از طرف دیگر، بازسازی استخوان بدون کنترل کامل تومور میتواند خطرناک باشد. بنابراین، بایومتریالهای نسل جدید تلاش میکنند این دو هدف را همزمان دنبال کنند: ابتدا حذف سلولهای بدخیم و سپس فراهم کردن محیطی مناسب برای استخوانسازی، رگزایی و ترمیم بافت.
با وجود پیشرفتهای زیاد، ورود این فناوریها به درمان بالینی هنوز با چالشهایی همراه است. بسیاری از مطالعات فعلاً در مرحله آزمایشگاهی یا حیوانی هستند و برای استفاده گسترده در بیماران، باید ایمنی بلندمدت، پایداری مواد، قابلیت تولید در مقیاس بالا و اثربخشی واقعی آنها بهدقت بررسی شود. همچنین طراحی این مواد باید بهگونهای باشد که ضمن نابودی سلولهای سرطانی، به سلولهای سالم استخوان، عروق و بافت اطراف آسیب جدی وارد نکند.
در مجموع، بایومتریالها مسیر جدیدی در درمان استئوسارکوم ایجاد کردهاند. این مواد میتوانند درمان سرطان، دارورسانی هدفمند و بازسازی استخوان را در یک سامانه واحد ترکیب کنند. آینده این حوزه به سمت طراحی داربستهای هوشمند، زیستفعال، چاپ سهبعدی و شخصیسازیشده حرکت میکند؛ سامانههایی که نهتنها تومور را بهتر کنترل میکنند، بلکه به بازگشت عملکرد طبیعی استخوان نیز کمک خواهند کرد.
رفرنس:
https://doi.org/10.1021/acsbiomaterials.5c00795
نویسنده: ویدا فتح الله زاده
