علی خادم حسینی كیست؟
مرور زندگی حرفه ای دانشمند ایرانی همه فن حریف
گوپا: 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 گوپا 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 خودرا 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) محسوب می شود. 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 مشتاق توسعه راهکارهای شخصی سازی شده ای هستند که از فناوری های میکرومقیاس و نانومقیاس در ارائه طیف وسیعی از درمان ها برای نارسایی اندام ها، بیماریهای قلبی-عروقی و سرطان استفاده می نمایند. او دراین زمینه، از نزدیک با پزشکان همچون متخصصان پرتوشناسی مداخله ای، متخصصان قلب و جراحان کار می کند.
خادم حسینی، روش های مختلفی را در کنترل رفتار سلول های به دست آمده از بیمار توسعه داده است تا به مهندسی بافت های مصنوعی و ارائه درمان های مبتنی بر سلول بپردازد. همچنین، او درحال توسعه سیستم های موسوم به "اندام روی تراشه"(organ-on-a-chip) است که با هدف تقلید از فیزیولوژی و لطمه شناسی انسان ابداع می شوند تا امکان ارزیابی اثر گزینه های دارویی خاص را روی بیمار فراهم آورند.
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. همین طور خادم حسینی، پیشگام ارائه مواد زیستی مختلف با کارایی بالا است که می توانند به نیازهای همه بیماران پاسخ دهند.
خادم حسینی، بیش از ۲۵۰ سمینار و سخنرانی برگزار کرده است. وی در پنج سال گذشته، سالانه توسط شرکت چند ملیتی "تامسون رویترز"(Thomson Reuters) به عنوان یکی از تأثیرگذارترین ذهن های جهان و به عنوان پژوهشگری قابل توجه انتخاب شده است.
تحقیقات بینارشته ای دکتر خادم حسینی، بیش 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" به عنوان یکی از بالاترین نوآوران جوان جهان و دریافت کننده جایزه "مبتکران زیر ۳۵ سال"(TR۳۵) معرفی گردید.
خادم حسینی در سال ۲۰۱۱، جایزه "Pioneers of Miniaturization Prize" را از "انجمن سلطنتی شیمی"(RSC) برای نقش خود در مهندسی بافت و ارائه 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. بیش از ۵۰ نفر از کارآموزان پیشین او، به عنوان 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 تعدادی از تازه ترین پژوهش های دکتر علی خادم حسینی و همکارانش می پردازیم.
برچسب هوشمند قابل چاپ برای ترمیم زخم
انسان ها ممکنست به دلیلهای گوناگونی، زخم های فیزیکی را تجربه کنند؛ از خراش های جزئی و ساییدگی گرفته تا اثرات جراحی، لطمه های جدی، سوختگی و سایر لطمه های بزرگ. روند بهبودی این زخم ها نیز می تواند میان افراد مختلف، متفاوت باشد و ممکنست تحت تأثیر 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 بطور شایان توجهی بر تحرک، کیفیت زندگی و هزینه های مراقبت بهداشتی تاثیر 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 لطمه 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 وجود، حتی در بهترین شرایط نیز میانگین زمان بسته شدن کامل زخم با بهره گیری 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 خاصیت های منحصربه فرد بسیاری داشته باشد.
پژوهشگران ابتدا نانوسیم های نقره را به عنوان الکترود انتخاب کردند که نه فقط 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 می توان 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.
خاصیت 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 میدهد.
آزمایش های حیوانی که روی موش هایی با زخم باز انجام شد، نشان داد که بهبود زخم بطور قابل توجهی با بهره گیری از برچسب هوشمند محقق شده است. برچسب الکترونیکی نه فقط پیشرفت سریع تری را در مراحل ترمیم زخم نشان داد، بلکه روند بهبود جهت دارتری نیز 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 خاصیت های بهبودیافته را برای ترمیم سریع زخم ارائه می دهد. این یکی از نمونه های بسیار عالی 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 بیماریهای خودایمنی
توسعه نانوذرات با کاربردهای درمانی بالقوه، حوزه ای مورد توجه جامعه علمی در سالهای اخیر است. همه گیری کووید-۱۹ نیز انگیزه رقابت را برای تولید واکسن و غلبه بر بحران ناشی از این بیماری به وجود آورده است.
این مساله نشان میدهد 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 شایان توجهی داشته است و انتظار می رود که بیشتر نتایج به دست آمده به زودی در مراحل بالینی آزمایش شوند.
پیشرفت های اخیر در درمان بیماریهای سیستمیک مانند اختلالات التهابی، نوآوری در عواملی را شامل می شود که می توانند سیستم ایمنی را تعدیل کنند. از این نظر، نانوپزشکی به عنوان 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 ارائه عوامل درمانی با اثرات نامطلوب سرکوب کننده یا تحریک کننده سیستم ایمنی پیشگیری کند.
استفاده درمانی از نانوذرات برای مقابله با بیماریهای مختلف مانند سرطان، آلرژی یا بیماریهای خودایمنی، به خاصیت 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 ارائه می کند که بمنظور دستیابی به روش های مبتنی بر نانوذرات درمان آلرژی ها، بیماریهای خودایمنی و استفاده از آنها در واکسن ها به وجود آمده اند.
این گروه پژوهشی تاکید دارند که با ارائه هدفمند نانوذرات، می توان به افزایش پتانسیل واکسن ها برای القای پاسخ ایمنی در آینده امیدوار بود. تحلیل و بررسی آنها نشان میدهد که نانوفناوری، اساس ایمنی درمانی در آینده خواهد بود.
تأثیر 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 زمینه نانوذرات، بررسی نانوذرات مبتنی بر "لاپونیت"(Laponite) برای دارورسانی است. لاپونیت، ماده ای بر پایه خاک رس است که خاصیت های آن، ترکیب و انحلال بیومولکول ها را در سیستم های دارورسانی مبتنی بر لاپونیت ممکن می سازند.
علاوه بر این، خاصیت 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 بمنظور 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 بهره گیری از خاصیت های لاپونیت ارایه داده اند.
این پژوهش، در مجله "Biomaterials Advances" به چاپ رسید.
ایمنی درمانی با نانوذرات سلولزی مودار
سالانه میلیونها نفر در سراسر جهان به سرطان مبتلا می شوند. بیش 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 وجود، داروهای اضافی ممکنست همچنان در بقیه قسمت های بدن گردش داشته باشند و عوارض جانبی مختلفی همچون کم خونی، عفونت های مزمن، ریزش مو، یرقان و تب را ایجاد کنند.
تعدادی از پژوهش ها، روش هایی را برای حذف داروهای شیمی درمانی ناخواسته پیشنهاد داده اند؛ خصوصاً 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 ارایه داده 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، به شکلی 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 تاثیر یک روش شیمیایی قرار دادند و بار منفی روی موها ایجاد کردند تا آنها را در مقابل مولکول های حامله موجود در خون پایدار کنند. این کار، مشکلات موجود در نانوذرات معمولی را اصلاح می کند تا بار آنها در برخورد با خون، خنثی شود یا کم شود. 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 وجود، پیشرفت دراین زمینه باتوجه به میزان دقت سنجش و مقیاس پذیری فناوری های فعلی 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 خودرا 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، لطمه شناسی و تعاملات سلول ها به همراه دارد.
این پژوهش، در مجله "Nature Nanotechnology" به چاپ رسید.
میکروسوزن هایی برای درمان بیماریهای حاد چشمی
خادم حسینی و همکارانش، نوعی میکروسوزن جدید برای تزریق دارو به چشم ابداع نموده اند که ممکنست بتواند یکی از چالش های بزرگ درمان بیماریهای 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 ارائه 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 نیز مجهز شود که بطور هم زمان سوراخ ایجادشده با سوزن را ببندد. علاوه بر این، این میکروسوزن را می توان در طول های مختلفی ساخت تا بتوان دارورسانی را بصورت 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 لطمه های ناشی از سوزن هنگام درمان بیماریهای جدی چشم پیشگیری کند. این یکی از نوآوری های ساده، در عین حال موثر و موثر موسسه ما است که بر انتقال نتایج مهندسی پزشکی به واقعیت 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 استواری آنها آزمایش شد. بررسی های اولیه آزمایشگاهی با بهره گیری از میکروسوزن های بارگذاری شده با دارو، تحویل حدودا کامل دارو را طی یک دوره ۲۴ ساعته نشان داد. آزمایش های مشابهی که با بهره گیری 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: goopa.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب