بررسی اثر زخم‌پوش مهندسی بافت شده حاوی یون مس در بهبود زخم تمام ضخامت موش کوچک

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی بافت، دانشکده‌ی فن‌آوری‌های نوین، دانشگاه علوم پزشکی شهرکرد، شهرکرد، ایران

2 استادیار، گروه طب اورژانس، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان، ایران

3 پزشک عمومی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی شهرکرد، شهرکرد، ایران

4 استادیار، گروه علوم تشریح، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی شهرکرد، شهرکرد، ایران

5 استادیار، مرکز تحقیقات سلولی و مولکولی، پژوهشکده‌ی علوم پایه‌ی سلامت، دانشگاه علوم پزشکی شهرکرد، شهرکرد، ایران

چکیده

مقدمه: یکی از حیطه‌های مهندسی بافت، ساخت جایگزین‌ها و زخم‌پوش‌های پوستی است. از آن جایی که یون مس یکی از مهم‌ترین عوامل مورد نیاز در تولید ماتریکس خارج سلولی پوست است، در این تحقیق اثر زخم‌پوش کلاژن- ژلاتین- شیشه‌ی زیستی حاوی مس در تسریع روند بهبود زخم تمام ضخامت در موش بررسی شد.روش‌ها: این مطالعه بر روی 12 سر موش کوچک آزمایشگاهی در دو گروه انجام شد که بر پشت هر یک 2 زخم یکسان (با قطر ۵ میلی‌متر و تمام ضخامت) ایجاد گردید. یک زخم به عنوان شاهد بدون هیچ درمانی و زخم دیگر در یک گروه با زخم‌پوش کلاژن- ژلاتین- شیشه‌ی زیستی و در گروه دیگر با زخم‌پوش کلاژن- ژلاتین- شیشه‌ی زیستی حاوی مس پانسمان شد. 14 روز پس از ایجاد مدل زخم، میزان بهبودی ماکروسکوپی و میکروسکوپی (پس از بیوپسی با رنگ‌آمیزی هماتوکسیلین و ائوزین) بررسی شد.یافته‌ها: زخم‌پوش‌ها ساختاری متخلخل داشتند و زیست‌سازگار بودند و باعث بهبود ترمیم زخم تمام ضخامت موش گردیدند. میزان ترمیم در زخم‌پوش حاوی مس با گروه دیگر معنی‌دار بود (05/0 > P).نتیجه‌گیری: از آن جایی که زخم‌پوش زیست‌سازگار کلاژن- ژلاتین- شیشه‌ی زیستی حاوی مس به بهبود فرایند ترمیم زخم در مدل حیوانی (موش) منجر شده است، می‌تواند به عنوان راهبرد جدیدی در طراحی و ساخت زخم‌پوش با کاربرد انسانی پیشنهاد شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Effect of Tissue-Engineered Wound Dressing Comprising Copper, on the Healing Process of Full-Thickness Wound in Mouse Model

نویسندگان [English]

  • Akram Alizadeh 1
  • Samiramis Pourmotabed 2
  • Golnaz Khorasanizadeh 3
  • Maryam Anjomshoa 4
  • Esmaeel Sharifi 5
1 Assistant Professor, Department of Tissue Engineering, School of Advanced Technologies, Shahrekord University of Medical Sciences, Shahrekord, Iran
2 Assistant Professor, Department of Emergency Medicine, School of Medicine, Hamadan University of Medical Sciences, Hamadan, Iran
3 General Practitioner, School of Medicine, Shahrekord University of Medical Sciences, Shahrekord, Iran
4 Assistant Professor, Department of Anatomical Sciences, School of Medicine, Shahrekord University of Medical Sciences, Shahrekord, Iran
5 Assistant Professor, Cellular and Molecular Research Center, Basic Health Sciences Institute, Shahrekord University of Medical Sciences, Shahrekord, Iran
چکیده [English]

Background: Production of skin dressings or substitutes is one of the most important tissue engineering fields. Since copper is an important agent in skin extracellular matrix synthesis, we investigated the effect of collagen-gelatin-bioglass scaffolds containing copper in accelerating the healing process of full-thickness skin wound in mouse model.Methods: We used 12 mice with two identical skin wounds on their back (with 5 mm diameter, circular, and full-thickness), one wound as control, second dressed with collagen-gelatin-bioglass scaffold, and third dressed with collagen-gelatin-bioglass scaffold containing copper. After 14 days, the wound healing process was analyzed using both macroscopic and microscopic (after hematoxylin and eosin staining) methods.Findings: The wound dressings had porous structure, and were biocompatible. They improved the healing process of full-thickness wound in mouse model. This process was statistically much better in the dressings comprising copper (P < 0.05).Conclusion: Since wounds dressed with collagen-gelatin-bioglass scaffold containing copper improved wound healing in animal models, it can be suggested as a new approach in design and synthesis of wound dressings for human.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wound dressing
  • Tissue engineering
  • Bioglass
  • Copper

مراجع

  1. Mohebichamkhorami F, Alizadeh A. Skin Substitutes; an Updated Review of Products from Year 1980 to Year 2017. JABR, 2017; 4 (3): 615-623.
  2. Dorai AA. Wound care with traditional, complementary and alternative medicine. Indian J Plast Surg 2012; 45(2): 418-24.
  3. Hutchinson JJ. Prevalence of wound infection under occlusive dressings: A collective survey of reported research. Wounds 1989; 1: 123-33.
  4. Chen ZG, Wang PW, Wei B, Mo XM, Cui FZ. Electrospun collagen-chitosan nanofiber: A biomimetic extracellular matrix for endothelial cell and smooth muscle cell. Acta Biomater 2010; 6(2): 372-82.
  5. Wasswa J, Tang J, Gu X. Utilization of fish processing by-products in the gelatin industry. Food Rev Int 2007; 23(2): 159-74.
  6. Chiou BS, Avena-Bustillos RJ, Shey J, Yee E, Bechtel PJ, Imam SH, et al. Rheological and mechanical properties of cross-linked fish gelatins. Polymer 2006; 47(18): 6379-86.
  7. Blaker JJ, Nazhat SN, Boccaccini AR. Development and characterisation of silver-doped bioactive glass-coated sutures for tissue engineering and wound healing applications. Biomaterials 2004; 25(7-8): 1319-29.
  8. Mortazavi V, Nahrkhalaji MM, Fathi MH, Mousavi SB, Esfahani BN. Antibacterial effects of sol-gel-derived bioactive glass nanoparticle on aerobic bacteria. J Biomed Mater Res A 2010; 94(1): 160-8.
  9. Day RM. Bioactive glass stimulates the secretion of angiogenic growth factors and angiogenesis in vitro. Tissue Eng 2005; 11(5-6): 768-77.
  10. Bejarano J, Detsch R, Boccaccini AR, Palza H. PDLLA scaffolds with Cu- and Zn-doped bioactive glasses having multifunctional properties for bone regeneration. J Biomed Mater Res A 2017; 105(3): 746-56.
  11. Gopal A, Kant V, Gopalakrishnan A, Tandan SK, Kumar D. Chitosan-based copper nanocomposite accelerates healing in excision wound model in rats. Eur J Pharmacol 2014; 731: 8-19.
  12. Gerhardt LC, Boccaccini AR. Bioactive Glass and Glass-Ceramic Scaffolds for Bone Tissue Engineering. Materials (Basel) 2010; 3(7): 3867-910.
  13. Zhao S, Li L, Wang H, Zhang Y, Cheng X, Zhou N, et al. Wound dressings composed of copper-doped borate bioactive glass microfibers stimulate angiogenesis and heal full-thickness skin defects in a rodent model. Biomaterials 2015; 53: 379-91.
  14. Sharifi E, Azami M, Kajbafzadeh AM, Moztarzadeh F, Faridi-Majidi R, Shamousi A, et al. Preparation of a biomimetic composite scaffold from gelatin/collagen and bioactive glass fibers for bone tissue engineering. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl 2016; 59: 533-41.
  15. Barabadi Z, Azami M, Sharifi E, Karimi R, Lotfibakhshaiesh N, Roozafzoon R, et al. Fabrication of hydrogel based nanocomposite scaffold containing bioactive glass nanoparticles for myocardial tissue engineering. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl 2016; 69: 1137-46.
  16. Sharifi E, Ebrahimi-Barough S, Panahi M, Azami M, Ai A, Barabadi Z, et al. In vitro evaluation of human endometrial stem cell-derived osteoblast-like cells' behavior on gelatin/collagen/bioglass nanofibers' scaffolds. J Biomed Mater Res A 2016; 104(9): 2210-9.
  17. Barabadi Z, Sharifi E, Azami M, Ai J. Copper-doped 45S5 bioglass nanoparticles for tissue engineering applications: A comparative study. Biointerface Res Appl Chem 2016; 6(3, SI). 1185-9.
  18. Karimpour A, Talebpour Amiri F, Ghaffari E, Alizadeh A, Jamalpour Z, Mirhosseini M, et al. Growth and chondrogenic differentiation of mesenchymal stem cells derived from human adipose tissue on chitosan scaffolds. J Babol Univ Med Sci 2016; 18(9): 32-8. [In Persian].
  19. Wang HM, Chou YT, Wen ZH, Wang CZ, Chen CH, Ho ML. Novel biodegradable porous scaffold applied to skin regeneration. PLoS One 2013; 8(6): e56330.
  20. Rao KP. Recent developments of collagen-based materials for medical applications and drug delivery systems. J Biomater Sci Polym Ed 1995; 7(7): 623-45.
  21. Held M, Rahmanian-Schwarz A, Schiefer J, Rath R, Werner JO, Rahmanian S, et al. A novel collagen-gelatin scaffold for the treatment of deep dermal wounds-an evaluation in a minipig model. Dermatol Surg 2016; 42(6): 751-6.
  22. Huang MH, Yang MC. Evaluation of glucan/poly(vinyl alcohol) blend wound dressing using rat models. Int J Pharm 2008; 346(1-2): 38-46.
  23. Petersen W, Rahmanian-Schwarz A, Werner JO, Schiefer J, Rothenberger J, Hubner G, et al. The use of collagen-based matrices in the treatment of full-thickness wounds. Burns 2016; 42(6): 1257-64.
  24. Sharifi Ferdoey F, Irani S, Zandi M, Soleimani M. Synthesis and Surface Modification of Polycaprolactone Nanofibers for Tissue Engineering. J Ardabil Univ Med Sci. 2014; 14(3): 217-28. [In Persian].
  25. Gholipur-Kanani A, Bahrami SH, Jogtaei MT, Samadi Kochsaraei A. Nanofibrous scaffolds based on poly(caprolactone)/chitosan/poly(vinyl alcohol) blend for skin tissue engineering. Iran J Polym Sci Tec 2013; 26(2): 159-70. [In Persian].
  26. Kim KO, Lee Y, Hwang JW, Kim H, Kim SM, Chang SW, et al. Wound healing properties of a 3-D scaffold comprising soluble silkworm gland hydrolysate and human collagen. Colloids Surf B Biointerfaces 2014; 116: 318-26.
  27. Zhou Z, He S, Ou B, Huang T, Zeng W, Liu L, et al. Influence of nano-bioactive glass (NBG) content on properties of gelatin-hyaluronic acid/NBG composite scaffolds. Journal of Macromolecular Science, Part B 2014; 53(6): 1145-55.
  28. Baino F, Novajra G, Miguez-Pacheco V, Boccaccini AR, Vitale-Brovarone C. Bioactive glasses: Special applications outside the skeletal system. J Non Cryst Solids 2016; 432: 15-30.
  29. Yu H, Peng J, Xu Y, Chang J, Li H. Bioglass activated skin tissue engineering constructs for wound healing. ACS Appl Mater Interfaces 2016; 8(1): 703-15.
  30. Li H, He J, Yu H, Green CR, Chang J. Bioglass promotes wound healing by affecting gap junction connexin 43 mediated endothelial cell behavior. Biomaterials 2016; 84: 64-75.
  31. Borkow G. Using copper to improve the well-being of the skin. Curr Chem Biol 2014; 8(2): 89-102.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 36، شماره 478 - شماره پیاپی 478
خرداد و تیر 1397
صفحه 472-477

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 09 اسفند 1396
  • تاریخ بازنگری: 04 اردیبهشت 1403
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار