صناعة العظام في المخبر






















نجح
العلماء في جامعة إيندهوفن للتقنيات (Eindhoven
University of Technology)
في محاكاة عملية تصنع العظام في المخبر (المعمل) و مشاهدة العملية بكامل تفاصيلها.و
سوف تنشر النتائج في عدد ديسمبر (كانون الأول) 2010 في مجلة (scientific
journal Nature Materials).


تتألف
العظام من ألياف من الكولاجين يترسب عليها بلورات فوسفات الكالسيوم البالغة الصغر.
و قد قام فريق الدكتور (Nico
Sommerdijk)
من قسم الهندسة الكيميائية من جامعة (University
of Illinois
)
بمحاكاة عملية ترسب ونمو هذه البلورات داخل الكولاجين بشكل مشابه تماماً لما يحدث
في الجسم البشري. وقد كان يُظن لوقت طويل أن الكولاجين هو الحضن الوحيد الذي تتوضع
عليه بلورات فوسفات الكالسيوم و أن عملية تكون العظام كانت تنظم من قِبل جزيئات
حيوية متخصصة. إلا الصور التي التقطها فريق علماء جامعة (Eindhoven)
أظهر أن ألياف الكولاجين هي من يسيطر على عملية ترسب البلورات عليها و بالتالي فهي
التي تنظم عملية التكون العظمي في حين، تبين أن الجزيئات الحيوية الأخرى لها دور
آخر مختلف يكمن في معدَنَةِ العظم المتشكل .. حيث أنها تحافظ على بلورات الكالسيوم
فوسفات منحلة لحين تبدأ عملية النمو المعدني (mineral
growth starts).



و قد شاهد العلماء هذه العملية باستخدام مجهر إلكتروني خاص جداً هو الـ (electron
microscope,

cryoTitan)..
فمن ميزات هذا المجهر أنه يسمح
للباحثين برؤية العينات
التي تتجمد بسرعة هائلة و يمكّنهم من رؤية عملية التجمد كيف تسير خطوة خطوة علاوة
على أنه يتمتع بوضوح رؤية فائقة جداَ (extremely
high resolution)
بحيث يمكنه أن يميز بين الذرات المفردة.


من ناحية أخرى، طور
معهد الأبحاث الإيطالي (ISTEC)
غرسة عظمية جديدة بالاعتماد على نظرية العالم (Sommerdijk)..
لكن الجدير بالذكر أن العالم (Sommerdijk)
و فريق عمله لا ينوون إنتاج هذا النوع من العظام الصنعية بل فهم حقيقة المراحل التي
تتم في الجسم البشري أثناء عملية الاصطناع العظمي.





لقد فتحت المعلومات
الجديدة التي توصل إليها العلماء عن تطور عملية التكون العظمي الباب أمام فرق البحث
العلمي لكي يجربوا العديد من البلورات الأخرى بدلاً من الكالسيوم فوسفات حيث بدأ
العالم (Sommerdijk)
و زميله (Nudelman)
بتجريب بلورات الـ (magnetite)
و هي عبارة عن مواد مغناطيسية يمكن الاستفادة منها كمشعرات حيوية (biomarker)
أو كمراكز لتخزين المعلومات (data
storage).. بل
إن طموحهم سبقهم لأبعد من ذلك حيث يقول الدكتور (Sommerdijk)
بأنه مقتنع بإمكانية استخدام جميع أنواع المعادن في عملية الاصطناع العظمي وهو
متحمس بشدة للأبحاث التي تنحو هذا المنحى.


الجدير بالذكر أن
الدكتور (Sommerdijk)
قد نال في بداية العام 2010 جائزة (Vici
grant) المقدمة
من المنظمة الهولندية للبحوث العلمية (Netherlands
Organisation for Scientific Research)
و التي تختصر الى (NWO)
حيث تعطى هذه الجائزة عادة للعلماء الذين يطورون أساليب إبداعية جديدة في أبحاثهم
العلمية و تقدر قيمة الجائزة بـ 1,5 مليون يورو على مدى خمس سنوات و قد حاز على هذه
الجائزة أيضاً في العام 2003.



ملاحظة: يمكن
مشاهدة عملية الترسب البلوري على الكولاجين من خلال الرابط التالي (على اليوتيوب) :



https://www.youtube.com/watch?v=nEOyF0C24xA