سونوژل: انقلابی سبز در ساخت هیدروژلهای زیستسازگار با امواج فراصوت
پژوهشگران دانشگاه مکگیل کانادا، با همکاری پلیتکنیک مونترال، موفق به توسعه روشی نوین برای تولید هیدروژلها با استفاده از امواج فراصوت شدهاند؛ روشی که بدون نیاز به مواد شیمیایی سمی انجام میشود و گامی بزرگ در جهت ایمنتر و زیست سازگارتر کردن تولید این مواد محسوب میشود.
این دستاورد که به تازگی در مجلهی علمی Advanced Science منتشر شده، نهتنها روشی سریعتر و تمیزتر برای ساخت هیدروژلها ارائه میدهد، بلکه محصول نهایی را نیز بهشکل محسوسی بهبود میبخشد: هیدروژلهایی قویتر، منعطفتر و مقاوم در برابر یخزدگی و خشکشدن.
هیدروژلها؛ ستون کلیدی در زیستفناوری و پزشکی نوین
هیدروژلها موادی ژلمانند هستند که از پلیمرهایی ساخته شدهاند که قابلیت جذب و نگهداری مقدار زیادی آب را دارند. این مواد در حوزههای گوناگونی از جمله پانسمان زخمها، دارورسانی هدفمند، مهندسی بافت، رباتیک نرم، لنزهای تماسی نرم و بسیاری کاربردهای دیگر استفاده میشوند.
با وجود پتانسیل بالای هیدروژلها، فرایند ساخت آنها در گذشته با چالشهایی همراه بود. به طور سنتی، تولید هیدروژل نیازمند مواد آغازگر شیمیایی بود؛ موادی که گاه سمی و خطرناک بوده و استفاده از آنها در کاربردهای پزشکی و درونبدنی نگرانیهایی را به همراه داشت.
تیم تحقیقاتی به رهبری پروفسور «جیانیو لی» از دپارتمان مهندسی مکانیک دانشگاه مکگیل، موفق به ابداع روشی جایگزین شدهاند که به جای استفاده از آغازگرهای شیمیایی، از امواج اولتراسوند بهره میبرد. این امواج، زمانی که به مایعی خاص تابیده میشوند، باعث ایجاد حبابهایی میکروسکوپی میشوند که در حین فروپاشی، انرژی زیادی آزاد میکنند. این انرژی، واکنشهای شیمیایی لازم برای ژلشدن را بدون نیاز به مواد سمی فعال میکند؛ آنهم تنها ظرف چند دقیقه!
پروفسور لی در این باره میگوید:
«مشکل اصلی ما استفاده از آغازگرهای سمی بود. ما با این روش جدید توانستیم آنها را حذف کنیم و فرایند را برای بدن انسان ایمنتر و برای طبیعت پاکتر کنیم.»
این فناوری نوین با عنوان “سونوژل” (Sonogel) معرفی شده است. پروفسور لی اضافه میکند:
«در حالیکه روشهای معمول ممکن است ساعتها زمان ببرند یا حتی نیاز به نور فرابنفش داشته باشند، با امواج صوتی ما میتوانیم ژلسازی را در عرض تنها پنج دقیقه انجام دهیم.»
انقلابی در کاربردهای پزشکی و مهندسی زیستی
یکی از کاربردهای بسیار هیجانانگیز این فناوری، امکان استفاده در درمانهای غیرتهاجمی پزشکی است. از آنجایی که امواج اولتراسوند توانایی نفوذ به عمق بافتهای بدن را دارند، میتوان از این روش برای تشکیل هیدروژل مستقیماً درون بدن استفاده کرد، بدون آنکه نیازی به جراحی باشد.
پروفسور لی توضیح میدهد:
تصور کنید بتوان مایعی را به بدن تزریق کرد و با استفاده از اولتراسوند، دقیقاً در محل آسیبدیده آن را به ژل تبدیل کرد. این میتواند انقلابی در درمان آسیبهای بافتی و پزشکی بازساختی ایجاد کند.»
پرینت سهبعدی با امواج صوتی
کاربرد دیگر این روش، در حوزه چاپ زیستی سهبعدی (3D Bioprinting) است. بهجای استفاده از نور یا گرما، میتوان با استفاده از امواج صوتی، ساختارهای هیدروژلی را بهصورت دقیق «چاپ» کرد.
دکتر «ژان پروو»، استاد فیزیک مهندسی در پلیتکنیک مونترال و از نویسندگان این مطالعه میگوید:
«با استفاده از امواج متمرکز فراصوت با شدت بالا، میتوانیم هیدروژلها را با دقت چشمگیری شکل دهیم و بسازیم.»
این فناوری جدید، راهی سریعتر، ایمنتر و زیستسازگارتر برای تولید هیدروژلها فراهم میآورد که میتواند تأثیر بسزایی در آیندهی پزشکی، مهندسی بافت، دارورسانی، و بسیاری از فناوریهای نوین دیگر داشته باشد. با ادامه توسعه این روش، دنیای مواد زیستی وارد مرحلهای نوین خواهد شد.
