علی خادم حسینی كیست؟
مرور زندگی حرفه ای دانشمند ایرانی همه فن حریف
با فناوری: دکتر ˮعلی خادم حسینیˮ، دانشمند بزرگ ایرانی است که دستاوردهای قابل توجهی را در حوزه مهندسی پزشکی، درمان بیماریهای خودایمنی و سرطان داشته و جوایز مختلفی را به دست آورده است.
به گزارش با فناوری به نقل از ایسنا، دکتر "علی خادم حسینی"(Ali Khademhosseini) در ۳۰ اکتبر ۱۹۷۵ در تهران به دنیا آمد و در کانادا بزرگ شد. خادم حسینی، مدرک دکترای خویش را در رشته مهندسی پزشکی از دانشگاه "ام آی تی"(MIT) دریافت کرد. او استاد مهندسی پزشکی و مهندسی شیمی "دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس"(UCLA) بوده است و از موسسان "مرکز درمان های کم تهاجمی"(Center for Minimally Invasive Therapeutics) به حساب می آید. علاوه بر این، خادم حسینی، مدیرعامل "موسسه تراساکی"(Terasaki Institute) است.
او قبل از نوامبر ۲۰۱۷، استاد "دانشکده پزشکی هاروارد"(HMS) و عضو هیئت علمی "بخش علوم و فناوری بهداشت"(HST) این دانشگاه، "بیمارستان بریگام و زنان"(BWH) و "موسسه ویس" (Wyss Institute) دانشگاه هاروارد بود. همچنین، وی در دانشگاه هاروارد، سرپرستی "مرکز تحقیقات نوآوری زیست مواد"(BIRC) را بر عهده داشت که یک ابتکار پیشرو در ساخت مواد مهندسی شده است. خادم حسینی در نوامبر ۲۰۱۷، از "دانشگاه هاروارد"(Harvard University) به دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس پیوست.
دکتر خادم حسینی، پیشرو استفاده از راهکارهای مهندسی پزشکی در پزشکی دقیق است. گروه بزرگ و بینارشته ای او علاقه مند به توسعه راهکارهای شخصی سازی شده ای هستند که از فناوری های میکرومقیاس و نانومقیاس در عرضه طیف وسیعی از درمان ها برای نارسایی اندام ها، بیماری های قلبی-عروقی و سرطان استفاده می نمایند. او در این حوزه، از نزدیک با پزشکان همچون متخصصان پرتوشناسی مداخله ای، متخصصان قلب و جراحان کار می کند.
خادم حسینی، روش های گوناگونی را در کنترل رفتار سلول های به دست آمده از بیمار توسعه داده است تا به مهندسی بافت های مصنوعی و عرضه درمان های مبتنی بر سلول بپردازد. همچنین، او درحال توسعه سیستم های معروف به "اندام روی تراشه"(organ-on-a-chip) است که با هدف تقلید از فیزیولوژی و صدمه شناسی انسان ابداع می شوند تا امکان ارزیابی اثر گزینه های دارویی خاص را روی بیمار فراهم نمایند.
لابراتوار خادم حسینی، پیشرو استفاده از فناوری "بیوفابریکیشن"(Biofabrication) برای ابداع بافت های عروقی دارای میکروساختارهای مناسب می باشد. علاوه بر این، لابراتوار او به تبدیل کردن سلول های بنیادی به محیط های ریزمهندسی شده می پردازد. همینطور خادم حسینی، پیشگام عرضه مواد زیستی مختلف با کارایی بالا است که می توانند به نیازهای همه بیماران پاسخ دهند.
خادم حسینی، بیشتر از ۲۵۰ سمینار و سخنرانی برگزار کرده است. وی در پنج سال گذشته، سالانه توسط شرکت چند ملیتی "تامسون رویترز"(Thomson Reuters) بعنوان یکی از تأثیرگذارترین ذهن های جهان و بعنوان پژوهشگری قابل توجه انتخاب شده است.
تحقیقات بینارشته ای دکتر خادم حسینی، بیشتر از ۷۰ جایزه بزرگ بین المللی را دریافت کرده اند. او جایزه "PECASE" را دریافت کرده است که بالاترین افتخاری است که توسط دولت آمریکا به پژوهشگران در مراحل اولیه شغلی آنها اعطا می شود. خادم حسینی در سال ۲۰۰۷، توسط مجله "Review Technology" بعنوان یکی از برترین نوآوران جوان جهان و دریافت کننده جایزه "مبتکران زیر ۳۵ سال"(TR۳۵) ارائه شد.
خادم حسینی در سال ۲۰۱۱، جایزه "Pioneers of Miniaturization Prize" را از "انجمن سلطنتی شیمی"(RSC) برای نقش خود در مهندسی بافت و عرضه میکروسیالات در مقیاس کوچک دریافت کرد. وی در سال ۲۰۱۶، جایزه "انجمن مهندسی بافت و پزشکی ترمیمی آمریکا"(TERMIS-AM) و در سال ۲۰۱۷، "جایزه کلمسون"(Clemson Award) را از "انجمن بیومواد"(SFB) دریافت کرد.
خادم حسینی، عضو "مؤسسه مهندسی پزشکی و مهندسی زیستی آمریکا"(AIMBE)، "انجمن مهندسی پزشکی"(BMES)، "انجمن سلطنتی شیمی"(RSC)، "علم و مهندسی بیومواد"(FBSE)، "انجمن تحقیقات مواد"(MRS)، انجمن "NANOSMAT" و انجمن پیشرفت علم آمریکا"(AAAS) است.
خادم حسینی در سال ۲۰۱۹ به خاطر کار روی هیدروژل های نانو و بایو ساختار برای کاربردهای زیست-پزشکی برنده "جایزه مصطفی"(Mustafa Prize) شد. خادم حسینی، عضو "آکادمی بین المللی مهندسی پزشکی و بیولوژیکی"(IAMBE)، "انجمن سلطنتی کانادا"(RSC) و "آکادمی مهندسی کانادا"(Canadian Academy of Engineering) است.
دکتر خادم حسینی، علاقه زیادی به تربیت دانشجویان و همراهان علمی مقطع فوق دکتری دارد و به همین دلیل، عنوان استاد برجسته دانشگاه ام آی تی را دریافت کرد. بیشتر از ۵۰ نفر از کارآموزان پیشین او، بعنوان هیئت علمی در مؤسساتی همچون دانشگاه هاروارد، "بیمارستان عمومی ماساچوست"(Mass General)، بیمارستان بریگام و زنان، "دانشگاه کالیفرنیا-ریورساید"(UC Riverside)، "دانشگاه ایالتی آریزونا"(ASU)، "دانشگاه ای اند ام تگزاس"(Texas A&M)، "دانشگاه پیتسبرگ"(University of Pittsburgh)، موسسه پژوهشی "INSERM"، "دانشگاه نورث ایسترن"(NEU)، "دانشگاه هانیانگ"(Hanyang University)، "دانشگاه ملی سنگاپور"(NUS) و "دانشگاه چینهوا"(Tsinghua University) پذیرفته شده اند.
در این گزارش، به بررسی بعضی از جدید ترین پژوهش های دکتر علی خادم حسینی و همکارانش می پردازیم.
برچسب هوشمند قابل چاپ برای ترمیم زخم
انسان ها امکان دارد به علل گوناگونی، زخم های فیزیکی را تجربه کنند؛ از خراش های جزئی و ساییدگی گرفته تا اثرات جراحی، صدمه های جدی، سوختگی و سایر صدمه های بزرگ. روند بهبودی این زخم ها هم می تواند میان افراد مختلف، متفاوت باشد و امکان دارد تحت تاثیر مشکلات زمینه ای مانند نارسایی عروقی، دیابت، چاقی و سن بالا قرار بگیرد. در موارد شدید، فرآیندهای غیرعادی ترمیم زخم می توانند به بروز زخم های مزمن منجر شوند و به صورت قابل ملاحظه ای بر تحرک، کیفیت زندگی و هزینه های مراقبت بهداشتی تأثیر بگذارند.
روند عادی بهبود زخم، شامل مجموعه ای پیچیده از چهار مرحله متمایز است. پلاکت های خون طی مراحل اولیه بهبود زخم، به تولید مولکول هایی می پردازند که رگ های خونی را منقبض می کنند و انواع دیگر سلول را به محل صدمه دیده انتقال می دهند. این سلول های اضافی، عوامل بیماری زا را در ناحیه زخم از بین می برند و به بهبود زخم و تشکیل رگ های خونی کمک می کنند. در مراحل بعدی، رشد عروق خونی و اتصالات میان آنها بیشتر توسعه می یابد و سایر سلول های سطحی، به محل زخم می روند. در مرحله آخر، ترمیم ادامه می یابد تا در نهایت، "جای زخم" یا "اسکار"(scar) تشکیل گردد.
درمان های موجود برای بهبود زخم ها، روش هایی مانند پانسمان، داروهای ضد التهاب و مبتنی بر فاکتور رشد و روش های مبتنی بر فراصوت را در بر دارند. با این حال، حتی در بهترین شرایط هم میانگین زمان بسته شدن کامل زخم با استفاده از این روش ها، حدود ۱۲ هفته است.
یک گروه پژوهشی از موسسه "تراساکی" با همکاری دکتر خادم حسینی، نوعی برچسب هوشمند و انعطاف پذیر ابداع نموده اند که می تواند چالش های بهبود زخم را برطرف کند و خصوصیت های منحصربه فرد بسیاری داشته باشد.
پژوهشگران ابتدا نانوسیم های نقره را بعنوان الکترود انتخاب کردند که نه تنها خواص ضدباکتریایی دارند، بلکه رسانایی بالایی را تحت فشار ایجاد می کنند. سپس، آنها تصمیم گرفتند که الکترودها را در "آلژینات"(alginate) قرار دهند. آلژینات، ماده ای ژلاتینی است که سطح رطوبت و زیست سازگاری را به خوبی حفظ می نماید و هم اکنون در پانسمان های جاذب استفاده می شود.
پژوهشگران با اصلاح شیمیایی آلژینات و افزودن کلسیم توانستند ماده ای ابداع کنند که پایداری و عملکرد الکترود را زیاد می کند. آنها با اصلاحات بیشتر توانستند یک ژل یا جوهر زیستی انعطاف پذیر و قابل چاپ دقیق را به دست آورند که از آن میتوان یک برچسب با انطباق قابل تنظیم و در شکل ها و اندازه های مختلف برای زخم های متفاوت تولید کرد. علاوه بر این، کلسیمی که به ترکیب اضافه می شود، تکثیر و انتقال سلول ها به محل زخم را القا می کند و به تشکیل رگ های خونی می انجامد.
پژوهشگران برای ساخت برچسب هوشمند، یک الگو را روی یک صفحه سیلیکونی قرار دادند و سپس، جوهر زیستی روی الگو قرار گرفت. بعد از انجماد جوهر زیستی، الگو حذف شد.
خصوصیت های سودمند برچسب هوشمند، با چندین مجموعه آزمایش تأیید شدند. آزمایش ها نشان دادند که برچسب هوشمند، پایداری و بهبود هدایت الکترود را به همراه دارد و تحمل خوبی را در سطح مورد نیاز برای تغییر شکل طبیعی پوست نشان داده است.
آزمایش های حیوانی که روی موش هایی با زخم باز انجام شد، نشان داد که بهبود زخم به صورت قابل توجهی با استفاده از برچسب هوشمند محقق شده است. برچسب الکترونیکی نه تنها پیشرفت سریع تری را در مراحل ترمیم زخم نشان داد، بلکه روند بهبود جهت دارتری هم داشت که به شکل گیری کمترین جای زخم، تشکیل لایه های طبیعی پوست و رشد مو بعد از بسته شدن زخم انجامید.
خادم حسینی اظهار داشت: برچسب هوشمند ما، ترکیبی بی سابقه از خصوصیت های بهبودیافته را برای ترمیم سریع زخم عرضه می دهد. این یکی از نمونه های خیلی خوب از کارهایی است که ما در پلت فرم شخصی سازی شده بیومواد خود انجام می دهیم.
این پژوهش، در مجله "Biomaterials" به چاپ رسید.
نانوذراتی برای درمان بیماری های خودایمنی
توسعه نانوذرات با کاربردهای درمانی بالقوه، حوزه ای مورد توجه جامعه علمی در سالهای اخیر است. همه گیری کووید-۱۹ هم انگیزه رقابت را برای تولید واکسن و غلبه بر بحران ناشی از این بیماری بوجود آورده است.
این مورد نشان داده است که نانوفناوری به احتمال زیاد، پایه ایمنی درمانی در آینده خواهد بود. علاوه بر این، تعداد پژوهش های مبتنی بر نانوسیستم ها در سالهای اخیر افزایش قابل ملاحظه ای داشته است و انتظار می رود که بیشتر نتایج به دست آمده بزودی در مراحل بالینی آزمایش شوند.
پیشرفت های اخیر در درمان بیماری های سیستمیک مانند اختلالات التهابی، نوآوری در عواملی را شامل می شود که می توانند سیستم ایمنی را تعدیل کنند. از این نظر، نانوپزشکی بعنوان یک راهبرد موفق برای تولید نانومواد مهندسی شده ظاهر شده است که می تواند اندام ها یا بافت های خاصی را هدف قرار دهد و در عین حال، از عرضه عوامل درمانی با اثرات نامطلوب سرکوب کننده یا تحریک کننده سیستم ایمنی جلوگیری نماید.
استفاده درمانی از نانوذرات برای مقابله با بیماری های مختلف مانند سرطان، آلرژی یا بیماری های خودایمنی، به خصوصیت های آنها، اهداف آنها و مولکول های منتقل شده بستگی دارد.
پژوهش دکتر خادم حسینی و همکارانش، یک تحلیل عمیق را در مورد پیشرفت های اخیر عرضه می کند که به منظور دستیابی به روش های مبتنی بر نانوذرات درمان آلرژی ها، بیماری های خودایمنی و استفاده از آنها در واکسن ها بوجود آمده اند.
این گروه پژوهشی تاکید دارند که با عرضه هدفمند نانوذرات، میتوان به افزایش پتانسیل واکسن ها برای القای پاسخ ایمنی در آینده امیدوار بود. تحلیل و بررسی آنها نشان داده است که نانوفناوری، اساس ایمنی درمانی در آینده خواهد بود.
تاثیر این نانوذرات بر واکنش ایمنی و استفاده از آنها برای اهداف درمانی، به ماهیت آنها همچون ترکیب، اندازه، سفتی، شکل و زبری بستگی دارد و همچنین، برچسب گذاری و هدف مورد نظر آنها و محموله ای که حمل می کنند را در بر می گیرد.
یکی از پژوهش های خادم حسینی و همکارانش در حوزه نانوذرات، بررسی نانوذرات مبتنی بر "لاپونیت"(Laponite) برای دارورسانی است. لاپونیت، ماده ای بر پایه خاک رس است که خصوصیت های آن، ترکیب و انحلال بیومولکول ها را در سیستم های دارورسانی مبتنی بر لاپونیت ممکن می سازند.
علاوه بر این، خصوصیت ها و ساختار ذاتی فیزیکوشیمیایی لاپونیت، توسعه سیستم های دارورسانی پاسخگو به پی اچ قابل تنظیم را ممکن می سازد. ظرفیت انعقاد لاپونیت و قابلیت های تبادلی آن، کارایی کپسوله سازی دارو و مشخصات رهاسازی آنرا تعیین می کنند. این پارامترها برای طراحی پلت فرم های دارورسانی کنترل شده و مؤثر به منظور رهاسازی پایدار دارو مورد استفاده قرار می گیرند.
خادم حسینی و همکارانش در این پژوهش، یک نمای کلی از نحوه طراحی دارورسانی کارآمد را با استفاده از خصوصیت های لاپونیت عرضه کرده اند.
این پژوهش، در مجله "Biomaterials Advances" به چاپ رسید.
ایمنی درمانی با نانوذرات سلولزی مودار
سالانه میلیونها نفر در سرتاسر جهان به سرطان مبتلا می شوند. بیشتر از ۳۹ درصد از مردان و زنان در طول عمر خود به سرطان مبتلا می شوند. شیمی درمانی، رایج ترین و استانداردترین روش درمان سرطان است و دارورسانی هدفمند به محل تومور می تواند اثربخشی درمان را افزایش دهد. با این حال، داروهای اضافی امکان دارد همچنان در بقیه قسمت های بدن گردش داشته باشند و عوارض جانبی گوناگونی همچون کم خونی، عفونت های مزمن، ریزش مو، یرقان و تب را ایجاد کنند.
بعضی از پژوهش ها، روش هایی را برای حذف داروهای شیمی درمانی ناخواسته پیشنهاد داده اند؛ بخصوص داروی پرمصرف "دوکسورابیسین"(Doxorubicin) برای رسیدن به این منظور آزمایش شده اما این روش، به ایجاد سطوح ناکافی از دوکسورابیسین منجر گردیده است.
خادم حسینی و گروهش با همکاری پژوهشگران "دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا"(Penn State)، روشی را برای غلبه بر این چالش ها عرضه کرده اند.
این پژوهش، روشی مبتنی بر نانوبلورهای سلولزی مودار را پیشنهاد می دهد. این نانوذرات که از اجزای اصلی دیواره های سلولی گیاه ابداع شده اند، بگونه ای مهندسی شده اند که تعداد زیادی ساختار مشابه مو از هر پایانه آنها امتداد یافته اند. این موها، ظرفیت جذب دارو را در نانوبلورها، به میزان قابل توجهی فراتر از نانوذرات معمولی و سایر مواد می افزایند.
پژوهشگران برای تولید نانوبلورهای سلولزی مودار که قادر به جذب داروهای شیمی درمانی هستند، الیاف سلولزی موجود در خمیر چوب را تحت تأثیر یک روش شیمیایی قرار دادند و بار منفی روی موها ایجاد کردند تا آنها را در مقابل مولکول های آبستن موجود در خون پایدار کنند. این کار، مشکلات موجود در نانوذرات معمولی را اصلاح می کند تا بار آنها در رویارویی با خون، خنثی شود یا کاهش پیدا کند. بدین ترتیب، تعداد مولکول های دارویی با بار مثبت که می توانند به آنها متصل شوند را محدود می کند.
این پژوهش، در مجله "Materials Today Chemistry" به چاپ رسید.
ترانزیستورهای سه بعدی برای ثبت وقایع درون سلول
تولید پالس الکتریکی و هدایت آن در سلول ها یا شبکه های سلولی، پایه الکتروفیزیولوژی است. با این حال، پیشرفت در این حوزه با عنایت به میزان دقت سنجش و مقیاس پذیری فناوری های کنونی محدود می شود.
خادم حسینی و همکارانش در پژوهش خود، یک پلت فرم مقیاس پذیر را توصیف کرده اند که از یک آرایه ترانزیستور سه بعدی با کارایی بالا استفاده می نماید تا کمترین تهاجم را برای سلول به همراه داشته باشد.
این گروه پژوهشی، اختراع درون سلولی خویش را در ساختارهای بافت عضله قلب به کار گرفتند و مسیرهای هدایت سیگنال را نشان دادند. این پلت فرم می تواند قابلیت های جدیدی را در بررسی رفتارهای سلول های منفرد و شبکه های سلولی فراهم آورد که نتایج گسترده ای برای درک فیزیولوژی سلولی، صدمه شناسی و تعاملات سلول ها به همراه دارد.
این پژوهش، در مجله "Nature Nanotechnology" به چاپ رسید.
میکروسوزن هایی برای درمان بیماری های حاد چشمی
خادم حسینی و همکارانش، نوعی میکروسوزن جدید برای تزریق دارو به چشم ابداع نموده اند که امکان دارد بتواند یکی از چالش های بزرگ درمان بیماری های چشمی را برطرف سازد، امکان دارورسانی دقیق به شبکیه چشم را فراهم آورد و در عین حال، از بروز عوارض احتمالی در محل تزریق جلوگیری به عمل آورد.
این پژوهش، مجموعه ای از شواهد پیش بالینی را عرضه می کند که نشان می دهند این میکروسوزن ابتکاری و زیست تخریب پذیر که با دارو بارگیری شده است تا آنرا بعد از وارد شدن به کره چشم منتشر کند، می تواند به هیدروژل ویژه ای هم مجهز شود که به صورت هم زمان سوراخ ایجادشده با سوزن را ببندد. علاوه بر این، این میکروسوزن را میتوان در طول های مختلفی ساخت تا بتوان دارورسانی را به صورت دقیق انجام داد و دارو را به بافت های شبکیه یا سایر نواحی داخل کره چشم منتقل کرد.
خادم حسینی اظهار داشت: این پیشرفت جدید در دارورسانی می تواند از بروز صدمه های ناشی از سوزن هنگام درمان بیماری های جدی چشم جلوگیری نماید. این یکی از نوآوری های ساده، در عین حال موثر و اثرگذار موسسه ما است که بر انتقال نتایج مهندسی پزشکی به حقیقت های بالینی تمرکز دارد.
دو پوشش میکروسوزن قبل از این که در معرض آزمایش های اعتبارسنجی برای دارورسانی قرار بگیرند، مورد بررسی قرار گرفتند و استقامت آنها آزمایش شد. بررسی های اولیه آزمایشگاهی با استفاده از میکروسوزن های بارگذاری شده با دارو، تحویل حدودا کامل دارو را طی یک دوره ۲۴ ساعته نشان داد. آزمایش های مشابهی که با استفاده از میکروسوزن های بارگذاری شده با رنگ، در کره چشم خوک انجام شدند، انتشار رنگ را در فاصله مناسب برای تزریق به کره چشم نشان دادند.
اندازه گیری فشار داخلی کره چشم خوک های پرورش یافته نشان داد که بعد از استفاده از میکروسوزن ها، حدودا هیچ تغییری در فشار چشم وجود ندارد.
آزمایش های بیشتر، رهاسازی رنگ از میکروسوزن ها را در کره چشم خرگوش و خوک بررسی کردند. برش های بافت کره چشم نشان داد که فاصله توزیع رنگ از محل درج سوزن، با طول سوزن تناسب دارد و قابلیت های کنترل انتقال دارو را نشان داد. هیچ نشانه ای از التهاب یا اختلال در بافت محل تحت درمان وجود نداشت.
این پژوهش، در مجله "Advanced Healthcare Materials" به چاپ رسید.
منبع: با فناوری
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب