تهیه‌ی داربست نانوالیاف فیبرین/پلی وینیل الکل به روش الکتروریسی جهت کاربرد در مهندسی بافت

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه علوم تشریحی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه علوم تشریحی، دانشکده‌ی پزشکی و کمیته‌ی تحقیقات دانشجویی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

3 دانشیار، گروه علوم تشریحی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

4 دانشیار، مرکز تحقیقات بیوسنسور، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

مقدمه: امروزه، نانو کامپوزیت‌های پلیمری زیست تخریب پذیر، با دارا بودن خواص مکانیکی و زیست سازگاری مناسب، از اهمیت ویژه‌ای در مهندسی بافت برخوردار هستند. هدف از انجام این مطالعه، ساخت و ارزیابی داربست نانوکامپوزیتی فیبرین/پلی‌وینیل الکل به روش الکتروریسی و زیستایی سلولی بر روی آن می‌باشد.روش‌ها: داربست نانو کامپوزیتی فیبرین/پلی‌وینیل الکل، با مقدار 5/28 درصد وزنی فیبرین نسبت به پلیمر، با روش الکتروریسی تهیه شد. درصد تخلخل داربست با استفاده از نرم‌افزار Matlab و شکل تخلخل‌ها، پراکندگی آن‌ها و اندازه‌ی نانوالیاف توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مشخص شدند. آزمون جذب آب و اندازه‌گیری زاویه‌ی تماس انجام شد. همچنین، برای ارزیابی زیستایی سلول بر روی داربست از سلول‌های بنیادی مشتق از چربی انسانی استفاده شد.یافته‌ها: میانگین اندازه‌گیری قطر الیاف داربست فیبرین/پلی‌وینیل الکل الکتروریسی شده، 500 نانومتر به دست آمد. متوسط اندازه‌ی تخلخل در نمونه‌ی تهیه شده 1/7 میکرومتر و تخلخل 81/83 درصد به دست آمد. همچنین، میانگین زاویه‌ی تماس 71/31 درجه و میانگین جذب آب 24 ساعته، 5/68 درصد بود. آزمون بررسی زیستایی سلول اختلاف معنی‌داری را نسبت به گروه‌های شاهد نشان داد.نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج این مطالعه، می‌توان از داربست الکتروریسی شده‌ی فیبرین/پلی‌وینیل الکل در مهندسی بافت غضروف و عصب استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Preparation of Fibrin/Poly Vinyl Alcohol Electrospun Nanofibers Scaffold for Tissue Engineering Applications

نویسندگان [English]

  • Ali Valiani 1
  • Ali Samadi 2
  • Batool Hashemibeni 3
  • Mohammad Rafienia 4
1 Assistant Professor, Department of Anatomical Sciences, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
2 MSc Student, Department of Anatomical Sciences, School of Medicine AND Student research Committee, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
3 Associate Professor, Department of Anatomical Sciences, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
4 Associate Professor, Biosensor Research Center, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Background: Nowadays, the biodegradable polymer nano-composites have particular importance in tissue engineering because of mechanical properties and good biocompatibility. The aim of this study was to design and evaluate nano-composite fibrin/polyvinyl alcohol (PVA) scaffold using electrospinning method and cell viability on it.Methods: Nano-composite scaffold fibrin/PVA were prepared by electrospinning method while 28.5% of the polymer was formed of fibrin. The porosity of the scaffolds was calculated via scanning electron microscopy by using “Matlab” software and porosity morphology, their distribution and size of the nanofibers. Water absorption test and contact angle measurement were performed. Also, human adipose-derived stem cells were used for cell viability evaluation on scaffolds.Findings: The mean diameter of electrospun fibrin/PVA scaffold was measured 500 nm. The average pore size and porosity of the prepared sample was 1.7 micrometers and 83.81%, respectively. The average contact angle was 31.71 degrees and 24-hour average water absorption was measured 68.5%. Evaluation test of the cell viability has a significant difference compared to control groups.Conclusion: The results of this study show that electrospun scaffolds fibrin/PVA can be used in cartilage and nerve tissue engineering.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nano-fibers
  • Fibrin
  • Electrospinning
  • Scaffold

مراجع

  1. George M, Abraham TE. Polyionic hydrocolloids for the intestinal delivery of protein drugs: alginate and chitosan--a review. J Control Release 2006; 114(1): 1-14.
  2. Rabie A, Esfandiari E, Fesharaki M, Sanaie M, Aminmansur B, Hashemibeni B. Access to a three dimentional osteoblasts culture originating human carvaria in Iran. J Isfahan Med Sch 2010; 27(102): 777-87. [In Persian].
  3. Weisel JW. Fibrinogen and fibrin. Adv Protein Chem 2005; 70: 247-99.
  4. Eyrich D, Brandl F, Appel B, Wiese H, Maier G, Wenzel M, et al. Long-term stable fibrin gels for cartilage engineering. Biomaterials 2007; 28(1): 55-65.
  5. Le Nihouannen D, Guehennec LL, Rouillon T, Pilet P, Bilban M, Layrolle P, et al. Micro-architecture of calcium phosphate granules and fibrin glue composites for bone tissue engineering. Biomaterials 2006; 27(13): 2716-22.
  6. Prasad CK, Muraleedharan CV, Krishnan LK. Bio-mimetic composite matrix that promotes endothelial cell growth for modification of biomaterial surface. J Biomed Mater Res A 2007; 80(3): 644-54.
  7. Sreerekha PR, Krishnan LK. Cultivation of endothelial progenitor cells on fibrin matrix and layering on dacron/polytetrafluoroethylene vascular grafts. Artif Organs 2006; 30(4): 242-9.
  8. Sreerekha PR, Menon D, Nair SV, Chennazhi KP. Fabrication of fibrin based electrospun multiscale composite scaffold for tissue engineering applications. J Biomed Nanotechnol 2013; 9(5): 790-800.
  9. Agarwal S, Wendorff JH, Greiner A. Use of electrospinning technique for biomedical applications. Polymer 2008; 49(26): 5603-21.
  10. Rutledge GC, Fridrikh SV. Formation of fibers by electrospinning. Adv Drug Deliv Rev 2007; 59(14): 1384-91.
  11. Teo WE, Ramakrishna S. A review on electrospinning design and nanofibre assemblies. Nanotechnology 2006; 17(14): R89-R106.
  12. Christman KL, Vardanian AJ, Fang Q, Sievers RE, Fok HH, Lee RJ. Injectable fibrin scaffold improves cell transplant survival, reduces infarct expansion, and induces neovasculature formation in ischemic myocardium. J Am Coll Cardiol 2004; 44(3): 654-60.
  13. Humphrey RG, Smith SD, Pang L, Sadovsky Y, Nelson DM. Fibrin enhances differentiation, but not apoptosis, and limits hypoxic injury of cultured term human trophoblasts. Placenta 2005; 26(6): 491-7.
  14. Ravichandran R, Venugopal JR, Sundarrajan S, Mukherjee S, Sridhar R, Ramakrishna S. Expression of cardiac proteins in neonatal cardiomyocytes on PGS/fibrinogen core/shell substrate for Cardiac tissue engineering. Int J Cardiol 2013; 167(4): 1461-8.
  15. Perumcherry SR, Chennazhi KP, Nair SV, Menon D, Afeesh R. A novel method for the fabrication of fibrin-based electrospun nanofibrous scaffold for tissue-engineering applications. Tissue Eng Part C Methods 2011; 17(11): 1121-30.
  16. Yang SH, Wu CC, Shih TT, Chen PQ, Lin FH. Three-dimensional culture of human nucleus pulposus cells in fibrin clot: comparisons on cellular proliferation and matrix synthesis with cells in alginate. Artif Organs 2008; 32(1): 70-3.
  17. Vallet-Regi M, Romero AM, Ragel CV, LeGeros RZ. XRD, SEM-EDS, and FTIR studies of in vitro growth of an apatite-like layer on sol-gel glasses. J Biomed Mater Res 1999; 44(4): 416-21.
  18. Ghasemi-Mobarakeh L, Semnani D, Morshed M. A novel method for porosity measurement of various surface layers of nanofibers mat using image analysis for tissue engineering applications. J Appl Polym Sci 2007; 106(4): 2536-42.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 34، شماره 388 - شماره پیاپی 388
مرداد و شهریور 1395
صفحه 737-744

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 12 اسفند 1394
  • تاریخ بازنگری: 06 اردیبهشت 1403
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار