2021 წელს საქართველოს უნივერსიტეტის ლექტორის, დოქტორ ფარიბორზ შარიფიან ჯაზის სტატიები — „Chitosan films and scaffolds for regenerative medicine applications: A review“ და „Advancements in Fabrication and Application of Chitosan Composites in Implants and Dentistry: A Review“ — გამოქვეყნდა შესაბამისად ჟურნალებში Carbohydrate Polymers (Elsevier, IF: 9.3) და Biomolecules (MDPI, IF: 4.8). აღნიშნული პუბლიკაციების შესახებ რამდენიმე კითხვა დავუსვით ავტორს.
1. რა გავლენა შეიძლება ჰქონდეს ამ კვლევას ადამიანის ცხოვრებაზე?
ბიომასალების მეცნიერება ინტერდისციპლინური სფეროა, რომელიც აერთიანებს მედიცინას, ბიოლოგიას, ქიმიას, ქსოვილოვან ინჟინერიასა და მასალათმცოდნეობას. ბიომასალების გამოყენებას შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს ადამიანების ცხოვრების ხარისხი და ამავდროულად შეამციროს ჯანდაცვასთან და სიცოცხლის ხანგრძლივობასთან დაკავშირებული სოციალური და ეკონომიკური ხარჯები. ბიომასალები ხელს უწყობს პათოლოგიური პროცესების ადრეულ გამოვლენას, ამცირებს მკურნალობის სირთულეს და აუმჯობესებს თერაპიულ შედეგებს.
მეცნიერები მუდმივად ეძებენ ისეთ ბიომასალებს, რომლებიც ბიოდეგრადირებადია, ბიოშეთავსებადია და ხელს უწყობს უჯრედების მიმაგრებასა და ზრდას. ასეთი მასალები უნდა იყოს არატოქსიკური, მექანიკური თვისებებით ახლოს მდგომი შესაცვლელ ქსოვილთან და წარმოებისთვის მოსახერხებელი. ბუნებრივი მასალები, განსაკუთრებით ბუნებრივ პოლიმერებზე დაფუძნებული კომპოზიტები, ხშირად უკვე აკმაყოფილებენ ამ მოთხოვნებს, რაც მათ ადამიანისთვის გამოსაყენებლად იდეალურს ხდის.
ამ კვლევაში ყურადღება გამახვილდა ქიტოზანის კომპოზიტების გამოყენებაზე, როგორც ბუნებრივ პოლიმერულ მასალებზე რეგენერაციულ მედიცინაში, იმპლანტებსა და სტომატოლოგიაში.
2. როგორ უკავშირდება კვლევის თემა ამ საკითხებს?
ბიოდეგრადირებადობის, დაბალი ტოქსიკურობისა და ბიოშეთავსებადობის გამო, ქიტოზანსა და ქიტინს გამოყენების ფართო სპექტრი აქვს. მათი უნიკალური თვისებები, მათ შორის დაბალი იმუნოგენურობა, ანტიბაქტერიული და სოკოს საწინააღმდეგო აქტივობა, მათ პერსპექტიულ მასალებად აქცევს ბიოსამედიცინო სფეროში.
პირველი სტატია მიმოიხილავს ბუნებრივი ქიტოზანის მოდიფიცირების სხვადასხვა მეთოდს და აჯამებს მის გამოყენებას ისეთ მიმართულებებში, როგორებიცაა რეგენერაციული მედიცინა, წამლის მიწოდების სისტემები, ჭრილობების შეხორცება და ქსოვილოვანი ინჟინერია. ასევე განხილულია ამ სფეროში მიღწეული უახლესი პროგრესი და ბიოდეგრადაციის საკითხები.
მეორე სტატია ეძღვნება ქიტოზანის ფირების და სკაფოლდების (სამგანზომილებიანი საყრდენი სტრუქტურების) დამზადებას, მათ მოდიფიცირებას და ქიტოზანის სტრუქტურას, აქტივობასა და ბიოსამედიცინო გამოყენებებს შორის კავშირს. აღნიშნული მიდგომა მკვლევრებს ეხმარება განსაზღვრონ მასალების მომზადებისა და მოდიფიცირების ყველაზე ეფექტიანი მეთოდები სასურველი თვისებებისა და ფუნქციური დანიშნულების მისაღებად.
3. როგორ შეიძლება სტუდენტები ჩაერთონ ამ სფეროში და რატომ ურჩევდით ამის გაკეთებას?
ბიომასალების მეცნიერება მოიცავს მედიცინის, ქიმიის, ბიოლოგიის, ქსოვილოვანი ინჟინერიისა და მასალათმცოდნეობის ელემენტებს. შესაბამისად, ამ სფეროში ჩართვა შესაძლებელია სხვადასხვა სპეციალობის სტუდენტებისთვის.
ამ დარგის განსაკუთრებული ღირებულება იმაში მდგომარეობს, რომ ის მილიონობით ადამიანის სიცოცხლეს იხსნის და კიდევ უფრო მეტ ადამიანს ცხოვრების ხარისხის გაუმჯობესებაში ეხმარება. ბიომასალები მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ადამიანის ჯანმრთელობაზე, ეკონომიკასა და მრავალ სამეცნიერო მიმართულებაზე.
ეს შედარებით ახალგაზრდა სფეროა, რომლის განვითარებაც დაახლოებით 60–70 წლის წინ დაიწყო, ამიტომ ჯერ კიდევ მრავალი შესაძლებლობა არსებობს ახალი და ფუნქციური მასალების შესაქმნელად. სტუდენტებს შეუძლიათ განახორციელონ ინოვაციური პროექტები, რომელთა შედეგებიც მაღალი დონის საერთაშორისო სამეცნიერო ჟურნალებში გამოქვეყნდება. ეს მიმართულება განსაკუთრებით საინტერესოა მათთვის, ვისაც სურს ახალი იდეების განვითარება ადამიანის ჯანმრთელობისა და კეთილდღეობის გაუმჯობესების მიზნით.
4. რა იყო კვლევის განხორციელების მთავარი გამოწვევები და რა უნარები იყო საჭირო?
კვლევის მთავარი გამოწვევა იყო ავტორების მიერ ქიტოზანისა და მისი გამოყენების სფეროების სიღრმისეული ცოდნა. ამის მისაღებად საჭირო გახდა მრავალი წყაროს — საცნობარო წიგნების, ენციკლოპედიების, სამეცნიერო პუბლიკაციებისა და სხვა მასალების — შესწავლა.
კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი გამოწვევა იყო დიდი მოცულობის ინფორმაციის კლასიფიკაცია, ორგანიზება და მკაფიო, გასაგებ ენაზე შეჯამება. ავტორების წინა გამოცდილებამ მათ საშუალება მისცა წარმატებით შეექმნათ ორივე მიმოხილვითი სტატია.
ამ სფეროში შეიძლება მუშაობდნენ სხვადასხვა სპეციალისტები. მაგალითად, ბიომასალების ბიოლოგიური ქცევის მოდელირება შეუძლიათ მექანიკურ ინჟინრებსა და მათემატიკოსებს, რომლებიც ფლობენ გამოთვლითი მოდელებისა და ანალიტიკური მეთოდების შექმნის უნარებს. მასალათმცოდნეობის, ბიოლოგიისა და ქიმიის მიმართულების სტუდენტებს კი შეუძლიათ იმუშაონ მასალების სინთეზსა და დახასიათებაზე.
ისინი უნდა ფლობდნენ სხვადასხვა სინთეზური მეთოდებისა და ანალიზის ტექნიკების ცოდნას, როგორიცაა XRD, SEM, TEM, FTIR და სხვადასხვა in vitro და in vivo კვლევები. თუმცა თითქმის ყველა კვლევითი სფეროსთვის ყველაზე მნიშვნელოვანი უნარებია კრიტიკული აზროვნება, პრობლემების გადაჭრისა და მიღებული მონაცემების ანალიზის უნარი.
5. რამ გიბიძგათ ამ თემის კვლევისკენ?
ბიოაქტიური მინისა და წამლის მიწოდების სისტემების სფეროში მრავალწლიანი კვლევებისა და პუბლიკაციების გამოცდილების შედეგად გაჩნდა ინტერესი ახალი კომპოზიტების, განსაკუთრებით ბუნებრივ მასალებზე დაფუძნებული ბიომასალების მიმართ. მიზანი იყო დაბალი ტოქსიკურობისა და მაღალი ეფექტიანობის მქონე ახალი ფუნქციური მასალების შექმნა, რომლებიც ადამიანის ჯანმრთელობის გაუმჯობესებას შეუწყობს ხელს.
6. გვიამბეთ თქვენი თანაავტორების შესახებ.
სტატიაზე „Advancements in Fabrication and Application of Chitosan Composites in Implants and Dentistry: A Review“ თანამშრომლობა შედგა "საქართველოს უნივერსიტეტის" პროფესორთან და ფარმაცევტული ქიმიის დეპარტამენტის ხელმძღვანელთან, დოქტორ სამად ხაქსართან. ტექსტის შეგროვებასა და კლასიფიკაციაში ასევე მონაწილეობდნენ ამირჰოსეინ ესმაეილხანიანი, დოქტორი ლეილა ბაზლი, პეიმან სალაჰშური და სხვა მკვლევრები.
მეორე სტატიაზე — „Chitosan films and scaffolds for regenerative medicine applications: A review“ — თანამშრომლობა შედგა "არაქის უნივერსიტეტის" საინჟინრო ფაკულტეტის ქიმიური ინჟინერიის დეპარტამენტის წევრთან, დოქტორ ეჰსან სალეჰისთან. ტექსტის შეგროვებასა და სტრუქტურირებაში მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანეს დოქტორმა ფარნუშ სადათ რეზაეიმ და ამირჰოსეინ ესმაეილხანიანმა.
7. რა გამოხმაურება მოჰყვა ამ კვლევას?
კვლევის შედეგად მიღებულ იქნა რამდენიმე შეთავაზება ავსტრალიის უნივერსიტეტებთან ერთობლივი კვლევითი პროგრამების განხორციელების შესახებ. ასევე მიღებული იქნა მოწვევები სამეცნიერო ჟურნალებსა და კონფერენციებში სტატიების წარსადგენად. რამდენიმე გამომცემლობამ ავტორებს შესთავაზა წიგნის თავების მომზადება აღნიშნულ თემატიკაზე.
გარდა ამისა, მკვლევრები მიწვეულნი იყვნენ სხვადასხვა საერთაშორისო კონფერენციაზე მოხსენებების წასაკითხად, რამაც ახალი სამეცნიერო თანამშრომლობების შესაძლებლობები შექმნა.
8. რა დამატებითი მხარდაჭერა მიიღო ამ კვლევამ?
განსაკუთრებული მადლობა ეკუთვნის საქართველოს უნივერსიტეტს გაწეული მხარდაჭერისთვის. საქართველოს უნივერსიტეტის მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სკოლაში იქმნება ლაბორატორია, რომელიც აღიჭურვება ნანომასალებისა და ბიომასალების სინთეზისა და დახასიათებისთვის საჭირო თანამედროვე აპარატურით. ეს ინფრასტრუქტურა მომავალში უნივერსიტეტში ახალი კვლევების განხორციელებას შეუწყობს ხელს.
