تعاریف زیست‌مواد از دیرباز تاکنون
زیست‌مواد سنتی به گونه‌ای طراحی می‌شدند که خنثی باشند و کمترین میزان واکنش‌پذیری با سلول‌ها و بافت‌های بدن بیمار را داشته باشند. بنابراین معمولاً ارتباطی با سازوکارهای زیستی و ایمنی برقرار نمی‌کردند. این مواد را با هدف بازسازی بافتی یا حسی و یا دریافت پاسخهای بافتی طراحی نمی‌کردند؛ این در حالی است که زیست‌مواد جدیدی که طراحی می‌شوند، با اهدافی مثل بازسازی بافتی، دستکاری رفتارهای سلولی، و ارزیابی ساختار و عملکرد بافتی طراحی می‌شوند. بنابراین تعریف زیست‌مواد از گذشته تاکنون تغییر زیادی کرده است.
امروزه این واقعیت کاملاً پذیرفته شده است که برهم کنش میان اجزای بدن و زیست‌مواد اثر قابل توجهی بر عملکرد زیست‌مواد خواهد داشت. معمولاً این برهمکنش‌ها از یک موقعیت بالینی تا موقعیت دیگر متفاوت خواهد بود. به بیان دیگر، برهمکنش‌های گوناگونی بین زیست‌مواد و بدن یک موجود زنده وجود دارد که در مباحث زیست‌سازگاری به آن‌ها پرداخته می‌شود.
در ادامه به تعریف زیست‌سازگاری که در سال‌های مختلف، افراد خبره ارائه کردند، می‌پردازیم:
تعاریف زیست‌سازگاری برای زیست‌مواد از گذشته تاکنون
در سال 1987 میلادی، ویلیامز، زیست‌سازگاری را به صورت «توانایی ماده برای ایجاد عملکرد مناسب در میزبان» معرفی کرد. این تعریف محتوی 3 ویژگی است:
- عملکرد زیست‌مواد اهمیت دارد نه صرفا حضورشان.
- ایجاد شدنِ بهترین پاسخ از سوی بافت‌های بدن نسبت به زیست‌مواد ضروری است
- زیست‌سازگاری، همیشه برای یک کاربرد خاص تعریف می‌شود.
مورد آخر بسیار حائز اهمیت است؛ زیرا برای یک زیست‌ماده خاص، زیست‌سازگاری از یک موقعیت با موقعیت دیگر متفاوت خواهد بود؛ بنابراین زیست‌سازگاری ویژگی یک زیست‌مواد نیست؛ بلکه مشخصه‌ی یک سامانه «بافت - زیست‌مواد» است. بنابراین با توجه به نوع بافت و نوع سامانه و نوع انتظارات ما از زیست‌مواد، آزمون‌های مختلفی باید انجام شود تا زیست‌سازگاری تایید شود.
در سال 2008، تعریف آقای ویلیامز دچار تغییر شد و به این صورت مطرح شد که «زیست‌سازگاریِ یک زیست‌ماده، توانایی آن در ایجاد عملکرد مطلوب در میزبان با میزان قابل قبولی از پیوستگی با بافت میزبان بدونِ ایجاد پاسخهای سیستمی و موضعی نامطلوب است».
تعریف زیست‌سازگاری برای داربست‌های مهندسی بافت
داربست‌ها با وجود شباهت‌های زیادی که به زیست‌مواد دارند، به لحاظ عملکرد و هدف به کارگیری مشابه نیستند؛ بنابراین تعریف زیست‌سازگاری برای داربست‌های مهندسی بافت به صورت توانایی ساختار در حمایت از فعالیت‌های مناسب سلولی جهت بهینه کردن بازسازی بافتی بدون ایجاد پاسخهای سیستمی و موضعی نامطلوب در میزبان تعریف می‌شود. بنابراین از آنجایی که 2 تفاوت عمده بین داربست‌های مهندسی بافت و زیست‌مواد وجود دارد، مفهوم و تعریف زیست‌سازگاری برای آن‌ها متفاوت خواهد بود. آن دو تفاوت عمده عبارتند از:
- داربست‌ها با هدف شرکت در فرایندهای زیستی و بیوشیمیایی طراحی می‌شوند.
- داربست‌ها باید در طول فرایند بازسازی بافتی، متناسب با نرخ بازسازیِ بافت، تخریب شوند.
ارزیابی زیست‌سازگاری یک جایگزین بافتی
برای ارزیابی زیست‌سازگاری یک جایگزین بافتی، باید آزمون‌هایی را انجام داد که تأیید کننده‌ی تطابق ویژگی‌های ساختاری و عملکردی آن جایگزین بافتی با بافت جایگزین شده (یا همان بافت از دست رفته) باشد. برای این منظور با توجه به سامانه‌ی زیست‌مواد – بافت، آزمون‌های عمومی و اختصاصی طراحی می‌شود تا به کمک آن‌ها بتوان متناسب با کمّی کردن یک ویژگی خاصِ مورد اندازه‌گیری، زیست‌سازگار بودنِ آن جایگزین بافتی را ارزیابی کرد.
آزمون‌های عمومی زیست‌سازگاری، غالباً محدود به برخی از ارزیابی‌های سلولی مثل سمیت سلولی، تکثیر و رشد سلول‌ها است که در مجاورت جایگزین بافتی یا عصاره‌ی آن انجام می‌شود. البته آزمون‌های عمومی زیست‌سازگاری، همچنین شامل آزمون‌های تخریب و رهایش هم هست که در طولانی مدت بررسی می‌کنند، آن جایگزین بافتی قادر است چه موادی را به محیط سلول‌ها وارد کند یا حتی تخریب شود.
آزمون‌های اختصاصی برای هر جایگزین بافتی متفاوت و منحصر به خودِ آن بافت است که به این منظور انجام می‌شود که آیا آن جایگزین بافتی قابلیتِ جایگزینی با بافت آسیب دیده را دارد یا خیر؟ به عبارت دیگر، آیا با جایگزینی، عملکرد، ساختار و به طور کل ویژگی‌های اولیه‌ی بافت آسیب دیده، محقق می‌شود یا خیر؟
به عنوان مثال، انتخاب داربست برای شبکیه چشم، علاوه بر اینکه نیاز است که برای سلول‌ها سمیت نداشته باشد و در مدت زمان متناسب با نرخ بازسازی شبکیه تخریب شود، بلکه نیاز است تا داربست طراحی شده خاصیت رسانایی هم تا حدودی داشته باشد؛ زیرا ماتریس خارج سلولی این بافت، خاصیت رسانایی دارد. بنابراین حداقل باید آزمون‌های اختصاصی برای سنجش رسانایی داربست انجام شود تا زیست‌سازگاری آن داربست تایید شود.
با توجه به اینکه مفهوم زیست‌سازگاری برای هر موضع متفاوت است و در هر موقعیتی پاسخ سیستم ایمنی لزوماً مشابه نیست، معمولا برای ارزیابی زیست سازگاری یک جایگزین بافتی، نمی‌توانیم از یک روش واحد استفاده کنیم؛ گرچه از آزمون‌های عمومی استفاده می‌کنیم اما برای ارزیابی دقیق‌تر زیست‌سازگاری، نیاز به طراحی آزمون‌های اختصاصی با توجه به سامانه‌ی زیست‌مواد – بافت داریم.
تصوير1: تست زيست‌سازگاري
