2022 წელს საქართველოს უნივერსიტეტის ლექტორის, დოქტორ ფარიბორზ შარიფიან ჯაზის სტატია, სახელწოდებით „Control of drug release from cotton fabric by nanofibrous mat“, გამოქვეყნდა საერთაშორისო სამეცნიერო ჟურნალში International Journal of Biological Macromolecules (Elsevier, IF: 8.02). პუბლიკაციასთან დაკავშირებით მას რამდენიმე კითხვა დავუსვით. გთავაზობთ მის პასუხებს.
1. რა გავლენა შეიძლება ჰქონდეს ამ კვლევას ადამიანის ცხოვრებაზე?
წამლის მიწოდების სისტემები (DDS) წარმოადგენს ნანოსტრუქტურებს, რომლებშიც შესაძლებელია მაკრომოლეკულების განთავსება და მათი გამოყენება ფარმაცევტულ მკურნალობაში. ბოლო პერიოდში წამლის მიწოდების სისტემები ფარმაკოლოგიის ერთ-ერთი ყველაზე სწრაფად განვითარებადი მიმართულება გახდა. მათ რამდენიმე მნიშვნელოვანი უპირატესობა აქვთ, მათ შორის პრეპარატის კონტროლირებადი და ლოკალური მიწოდება, რაც არასასურველი ტოქსიკურობის შემცირების შესაძლებლობას იძლევა.
ისინი ზრდიან მედიკამენტების ეფექტიანობას მკურნალობის პროცესში, რადგან შესაძლებელს ხდიან გამოთავისუფლებული პრეპარატის რაოდენობის რეგულირებას, ზრდის პრეპარატის ბიოშეღწევადობას და ამცირებენ გვერდით ეფექტებს. გარდა ამისა, ამ სისტემებს შეუძლიათ მნიშვნელოვნად შეაფერხონ ან შეამცირონ სამკურნალო მოლეკულების სწრაფი დეგრადაცია. კონკრეტული გამოთავისუფლების პროფილის მისაღებად შესაბამისი წამლის მიწოდების სისტემის სწორად შერჩევა უმნიშვნელოვანესია.
ამ კვლევის ფარგლებში შევიმუშავეთ წამლის მიწოდების სისტემა, რომელიც წამლის მატარებლად ტექსტილის სუბსტრატებს, ხოლო გამოთავისუფლების სიჩქარის მარეგულირებლად ელექტროსპინინგის მეთოდით მიღებულ ნანობოჭკოვან ფენებს იყენებს.
2. კონკრეტულად როგორ უკავშირდება კვლევის საგანი აღნიშნულ საკითხებს?
მატარებლებს, რომლებსაც პრეპარატის გამოთავისუფლების რაოდენობის რეგულირების უნარი აქვთ, შეუძლიათ გაზარდონ წამლის ბიოშეღწევადობა და შეამცირონ მისი გვერდითი ეფექტები. მატარებლებს შორის ფართოდ არის შესწავლილი მრავალი ბიოშეთავსებადი და ბიოდეგრადირებადი პოლიმერული ნანობოჭკო.
ამ კვლევაში პირველად მოხდა ციპროფლოქსაცინის, კლოტრიმაზოლისა და ბენზალკონიუმის ქლორიდის — შესაბამისად, ჰიდროფილური, ჰიდროფობური და ბიპოლარული პრეპარატების — ბამბის ქსოვილისა და საფარი მინის სტრუქტურაში ჩატვირთვა წვეთოვანი დაფენის (drop-casting) მეთოდით.
შემდეგ წამლით დატვირთულ საფარ მინასა და ბამბის ქსოვილზე ელექტროსპინინგის მეთოდით დაიფარა პოლიკაპროლაქტონისა და პოლიკაპროლაქტონ/ჟელატინის ნანობოჭკოვანი ფენები, რათა წამლის გამოთავისუფლების სიჩქარე დარეგულირებულიყო.
კვლევის მიზანი იყო კონტროლირებადი წამლის მიწოდების სისტემის შექმნა, რომელიც გაზრდიდა პრეპარატების ეფექტიანობას და შეამცირებდა გვერდით ეფექტებს ინფექციური დაავადებების კონტროლის მიზნით.
3. როგორ შეუძლიათ სტუდენტებს ამ სფეროში ჩართვა და რატომ უნდა დაინტერესდნენ ამ მიმართულებით?
ეს სფერო დაკავშირებულია ბიომასალების მეცნიერებასთან და მასში ჩართვა შეუძლიათ სხვადასხვა დისციპლინის წარმომადგენლებს, მათ შორის მედიცინის, ქიმიის, ბიოლოგიის, ქსოვილთა ინჟინერიის, მასალათმცოდნეობისა და ნანოტექნოლოგიის მიმართულებების სტუდენტებს.
მედიკამენტები დიდი ხანია გამოიყენება ჯანმრთელობის მდგომარეობის გასაუმჯობესებლად და სიცოცხლის ხანგრძლივობის გასაზრდელად. ბოლო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში წამლების მიწოდების პრაქტიკა მნიშვნელოვნად შეიცვალა და უახლოეს მომავალში კიდევ უფრო მნიშვნელოვანი ცვლილებებია მოსალოდნელი. ექიმები ტრადიციულად ცდილობდნენ მკურნალობის საშუალებების მიმართვას დაავადებული ან რისკის ქვეშ მყოფი სხეულის კონკრეტული ნაწილებისკენ. მედიკამენტის, მისი მიღების მეთოდისა და ორგანიზმის რეაქციის მიხედვით, ზოგჯერ შესაძლოა არასასურველი ეფექტები გამოვლინდეს. სწორედ ამიტომ, გვერდითი ეფექტებისა და ტოქსიკურობის შესამცირებლად და მკურნალობის ეფექტიანობის მაქსიმალურად გასაზრდელად, ფართოდ გამოიყენება მედიკამენტების ლოკალური და არა სისტემური მიწოდება.
ამ მიმართულებით სტუდენტებს შესაძლებლობა აქვთ, განახორციელონ უნიკალური პროექტები და მიაღწიონ მნიშვნელოვან შედეგებს, რომლებიც შეიძლება აღიარებულ და გამოქვეყნებულ იქნეს მაღალი იმპაქტ-ფაქტორის მქონე პრესტიჟულ საერთაშორისო სამეცნიერო ჟურნალებში. ეს სფერო განსაკუთრებით საინტერესო შეიძლება იყოს იმ სტუდენტებისთვის, რომლებსაც ახალი იდეების გენერირება და ისეთი ტექნოლოგიების შექმნა სურთ, რომლებიც ადამიანების ჯანმრთელობისა და კეთილდღეობის გაუმჯობესებას შეუწყობს ხელს.
4. რა იყო კვლევის განხორციელების მთავარი გამოწვევები და რა უნარებია საჭირო?
კვლევის განხორციელების მთავარი გამოწვევა იყო ის, რომ მკვლევრებს უნდა ჰქონოდათ საკმარისი ცოდნა წამლის ჩატვირთვისა და მიწოდების მექანიზმების, გამოყენებული მასალების მახასიათებლების, ელექტროსპინინგთან დაკავშირებული პარამეტრებისა და იმ ფაქტორების შესახებ, რომლებიც წამლის მიწოდების სისტემის საბოლოო თვისებებზე ახდენს გავლენას.
მათ შეისწავლეს სხვადასხვა წყარო, მათ შორის საცნობარო და სპეციალიზებული წიგნები, ენციკლოპედიები, სამეცნიერო პუბლიკაციები და სხვა მასალები. ავტორების წინაშე არსებული კიდევ ერთი გამოწვევა იყო სისტემის ოპტიმიზაცია და არასასურველი შედეგების აღმოფხვრის გზების მოძიება.
სისტემის სინთეზისა და დახასიათებისთვის სხვადასხვა უნარია საჭირო. პირველ რიგში, სტუდენტებს უნდა შეეძლოთ სხვადასხვა სამეცნიერო წყაროს მოძიება, შესაბამისი რესურსების შერჩევა და კვლევის სხვადასხვა გეგმის ანალიზი. მეორე მხრივ, მათ უნდა იცოდნენ სინთეზის თანამედროვე მეთოდები და დახასიათების ტექნიკები, მათ შორის ელექტროსპინინგი, XRD, SEM, FTIR და სხვადასხვა ინ vitro ანალიზი.
თითქმის ყველა კვლევითი მიმართულებისთვის ყველაზე მნიშვნელოვანი უნარია კრიტიკული აზროვნება, პრობლემების გადაჭრის გზების მოძიება და მიღებული მონაცემების ანალიზი. ამ თვალსაზრისით, სფეროს განვითარებაში მნიშვნელოვანი წვლილის შეტანა შეუძლიათ მასალათმცოდნეობის, მედიცინის, ბიოლოგიის, ქიმიისა და ნანოტექნოლოგიის მიმართულებების სტუდენტებს.
5. რამ გამოიწვია თქვენი დაინტერესება ამ თემის კვლევით?
წამლის მიწოდების მიმართულებით კვლევების განხორციელებისა და მრავალი სამეცნიერო ნაშრომის გამოქვეყნების პროცესში, რაც სხვადასხვა დაავადების მკურნალობის მეთოდების გაუმჯობესებასა და ადამიანის ჯანმრთელობის ხელშეწყობას ემსახურება, გადავწყვიტეთ, შეგვემუშავებინა ახალი წამლის მიწოდების სისტემა. ჩვენი მიზანი იყო ახალი, კომპლექსური და ფუნქციური მასალების შექმნა, რომლებსაც ექნებოდათ დაბალი ტოქსიკურობა, მაღალი ეფექტიანობა და წამლის გამოთავისუფლების კონტროლირებადი სიჩქარე.
6. მოგვიყევით თქვენს კოლაბორატორებზე.
ამ კვლევის ფარგლებში ვითანამშრომლე პოლონეთის მეცნიერებათა აკადემიის, ისფაჰანის ტექნოლოგიური უნივერსიტეტის (ირანი) და საქართველოს უნივერსიტეტის მკვლევრებთან.
7. რა გამოხმაურება მოჰყვა ამ კონკრეტულ კვლევას?
რამდენიმე სტუდენტმა გამოხატა დაინტერესება ამ თემით და მოგვმართა მომავალში ამ მიმართულებით კვლევით თანამშრომლობაში ჩართვის შესაძლებლობებთან დაკავშირებით.
ასევე მივიღეთ მოწვევები ამ თემატიკასთან დაკავშირებულ რამდენიმე სამეცნიერო ჟურნალში, კონფერენციასა და წიგნის თავში სტატიის მოსამზადებლად. ირანის რამდენიმე უნივერსიტეტიდან მივიღეთ ერთობლივი კვლევითი პროგრამების განხორციელების შეთავაზებებიც.
გარდა ამისა, მივიღეთ მოწვევები რამდენიმე სამეცნიერო კონფერენციაზე მოხსენების წარსადგენად. ამ შესაძლებლობებმა სამომავლოდ ეფექტიანი თანამშრომლობების განვითარების ახალი პერსპექტივები შექმნა.
8. რა დამატებითი მხარდაჭერა მიიღო კვლევამ?
მსურს, მადლობა გადავუხადო ისფაჰანის ტექნოლოგიურ უნივერსიტეტს. კვლევა ჩატარდა ლაბორატორიებში, რომლებიც აღჭურვილია ნანომასალებისა და ბიომასალების შემუშავებისთვის საჭირო სინთეზისა და დახასიათების შესაბამისი ინფრასტრუქტურით.
