دوره 35، شماره 425: هفته اول خرداد ماه 1396:387-392

مطالعه‌‌ی رفتار سلولی داربست الکتروریسی شده‌ی پلی‌کاپرولاکتون/ژلاتین حاوی نانوذرات هیدروکسی آپاتیت و ویتامین D3

منصوره ستاری, محمد رفیعی‌نیا, محمدتقی خراسانی, حسین صالحی رزوه

چکیده


مقدمه: داربست، به عنوان یک عنصر اساسی در مهندسی بافت، باید خواص فیزیکی، شیمیایی و رفتار سلولی مناسب جهت بازسازی بافت، ارایه کند.

روش‌ها: داربست نانوکامپوزیتی مبتنی بر پلی‌کاپرولاکتون/ژلاتین حاوی نانوذرات هیدروکسی آپاتیت و ویتامین D3 توسط روش الکتروریسی ساخته شد. پارامترهای محلول و فرایند، برای به دست آوردن خواص مناسب، بهینه‌سازی شدند. ریخت‌شناسی الیاف و سلول‌های MG-63 کشت داده شده، تعاملات شیمیایی میان مولکول‌های تشکیل دهنده‌ی داربست و میزان رسوب مواد معدنی، به ترتیب توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی، Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) و رنگ‌آمیزی Alizarin قرمز، نشان داده شد.

یافته‌ها: قطر متوسط داربست کامپوزیتی Polycaprolactone/gelatin/nano-hydroxyapatite/Vitamin D3 (PCL/Gel/nHA/Vit D3) برابر 531 نانومتر به دست آمد. کشت سلول‌های استئوبلاست بر روی داربست‌ها نشان داد که افزودن Vit D3 به داربست PCL/Gel/nHA باعث اتصال و تکثیر بیشتر سلول‌ها می‌گردد. همچنین، رنگ‌آمیزی رسوب مواد معدنی داربست‌ها با رنگ Alizarin قرمز، نشان داد که میزان رسوب مواد معدنی در داربست PCL/Gel/nHA/Vit D3، به طور معنی‌داری بیشتر از داربست‌های دیگر بود (050/0 > P).

نتیجه‌گیری: خواص برتر نانوذرات هیدروکسی آپاتیت و ویتامین D3 گنجانیده شده در داربست بر پایه‌ی پلی‌کاپرولاکتون/ژلاتین تأیید شد و مشاهدات نشان داد که این داربست کامپوزیتی، می‌تواند کاندیدای مناسبی برای مهندسی بافت استخوان باشد.


واژگان کلیدی


مهندسی بافت؛ استخوان؛ نانوذرات هیدروکسی آپاتیت؛ ویتامین D3

تمام متن:

PDF

مراجع


Vasita R, Katti DS. Nanofibers and their applications in tissue engineering. Int J Nanomedicine 2006; 1(1): 15-30.

Khorshidi S, Solouk A, Mirzadeh H, Mazinani S, Lagaron JM, Sharifi S, et al. A review of key challenges of electrospun scaffolds for tissue-engineering applications. J Tissue Eng Regen Med 2016; 10(9): 715-38.

Vatankhah E, Semnani D, Prabhakaran MP, Tadayon M, Razavi S, Ramakrishna S. Artificial neural network for modeling the elastic modulus of electrospun polycaprolactone/gelatin scaffolds. Acta Biomater 2014; 10(2): 709-21.

Chong EJ, Phan TT, Lim IJ, Zhang YZ, Bay BH, Ramakrishna S, et al. Evaluation of electrospun PCL/gelatin nanofibrous scaffold for wound healing and layered dermal reconstitution. Acta Biomater 2007; 3(3): 321-30.

Gautam S, Dinda AK, Mishra NC. Fabrication and characterization of PCL/gelatin composite nanofibrous scaffold for tissue engineering applications by electrospinning method. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl 2013; 33(3): 1228-35.

Venkatesan J, Kim SK. Nano-hydroxyapatite composite biomaterials for bone tissue engineering--a review. J Biomed Nanotechnol 2014; 10(10): 3124-40.

Chen JP, Chang YS. Preparation and characterization of composite nanofibers of polycaprolactone and nanohydroxyapatite for osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells. Colloids Surf B Biointerfaces 2011; 86(1): 169-75.

Causa F, Netti PA, Ambrosio L, Ciapetti G, Baldini N, Pagani S, et al. Poly-epsilon-caprolactone/ hydroxyapatite composites for bone regeneration: in vitro characterization and human osteoblast response. J Biomed Mater Res A 2006; 76(1): 151-62.

Lien YH, Wu JH, Liao JW, Wu TM. In vitro evaluation of the thermosensitive and magnetic nanoparticles for the controlled drug delivery of vitamin D3. Macromol Res 2013; 21(5): 511-8.

Curtis KM, Aenlle KK, Roos BA, Howard GA. 24R,25-dihydroxyvitamin D3 promotes the osteoblastic differentiation of human mesenchymal stem cells. Mol Endocrinol 2014; 28(5): 644-58.

Liu H, Ding X, Zhou G, Li P, Wei X, Fan Y. Electrospinning of nanofibers for tissue engineering applications. J Nanomate 2013; 2013: 495708.

Neppalli R, Marega C, Marigo A, Bajgai MP, Kim HY, Causin V. Improvement of tensile properties and tuning of the biodegradation behavior of polycaprolactone by addition of electrospun fibers. Polymer 2011; 52(18): 4054-60.

Tetteh G, Khan AS, Delaine-Smith RM, Reilly GC, Rehman IU. Electrospun polyurethane/hydroxyapatite bioactive Scaffolds for bone tissue engineering: The role of solvent and hydroxyapatite particles. J Mech Behav Biomed Mater 2014; 39: 95-110.

Jaiswal AK, Chhabra H, Soni VP, Bellare JR. Enhanced mechanical strength and biocompatibility of electrospun polycaprolactone-gelatin scaffold with surface deposited nano-hydroxyapatite. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl 2013; 33(4): 2376-85.

Hong S, Kim G. Fabrication of electrospun polycaprolactone biocomposites reinforced with chitosan for the proliferation of mesenchymal stem cells. Carbohydr Polym 2011; 83(2): 940-6.

Geng S, Zhou S, Bi Z, Glowacki J. Vitamin D metabolism in human bone marrow stromal (mesenchymal stem) cells. Metabolism 2013; 62(6): 768-77.




Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 Unported License which allows users to read, copy, distribute and make derivative works for non-commercial purposes from the material, as long as the author of the original work is cited properly.