مقایسه‌ی میزان تکثیر سلول‌های استئوبلاست انسانی در داربست‌های آلژینات و هیدروکسی آپاتیت–تری کلسیم فسفات

نوع مقاله : Original Article(s)

نویسندگان

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

2 استاد، گروه علوم تشریحی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه علوم تشریحی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

مقدمه: به دنبال شکستگی‌های استخوانی در طی تصادفات، بسیاری بیماران از ترمیم نشدن ضایعات استخوانی و مشکلات زیبایی شناختی و روانی متعاقب آن رنج می‌برند. در این راستا، یافتن راه‌کارهای جدید و مؤثر برای تسهیل ترمیم نقایص استخوانی مهم است. یکی از راه‌های درمان، استفاده از سلول‌های استخوانی خود بیمار، کشت آن‌ها بر روی داربست مناسب و انتقال به محل ضایعه می‌باشد. هدف اصلی این مطالعه، مقایسه‌ی میزان تکثیر سلول‌های استئوبلاست بر روی دو داربست آلژینات و هیدروکسی آپاتیت- تری کلسیم فسفات (HA-TC) بود. روش‌ها: نمونه‌های استخوانی از چهار بیمار، که در بیمارستان الزهرای (س) اصفهان تحت جراحی کرانیوتومی قرار گرفتند، به دست آمد. نمونه‌ها به قطعات کوچک تقسیم و در پلیت‌های محتوی محیط کشت به انکوباتور منتقل گردید. در روزهای 12-10 پس از انتقال، شروع خروج استئوبلاست از قطعات استخوانی مشاهده شد. این سلول‌ها به طور متوسط پس از 2 هفته کف پلیت را پوشاندند. نسل اول این سلول‌ها با استفاده از Trypsin_EDTA ازکف پلیت جدا شد و به دو بخش تقسیم گردید. یک بخش به داربست HA-TC و بخش دیگر به ژل آلژینات اضافه شد. دو هفته بعد، اطلاعات جمع آوری و تجزیه و تحلیل شد.  یافته‌ها: با شمارش سلول‌ها میانگین تعداد سلول‌های موجود در ژل آلژینات و داربست هیدروکسی آپاتیت- تری کلسیم فسفات در روز 14 نسبت به روز اول همان گروه اختلاف معنی‌داری را نشان داد (001/0 > P). به علاوه، اختلاف میانگین تعداد سلول‌های موجود در ژل آلژینات و داربست هیدروکسی آپاتیت در روز 14 معنی‌دار بود (001/0 > P). در روز 14، میانگین درصد سلول‌های زنده در گروه آلژینات به طور معنی‌داری بیشتر از گروه هیدروکسی آپاتیت- تری کلسیم فسفات بود (001/0 > P). در روز 14، در رنگ آمیزی Van kossa، وجود ماتریکس معدنی ثابت گردید؛ به این ترتیب که رسوبات کلسیم به رنگ سیاه و هسته سلول‌ها قرمز شد. نتیجه گیری: بر اساس نتایج تحقیق حاضر، ژل آلژینات نسبت به داربست HA-TC، حمایت بهتری برای تکثیر و بقای استئوبلاست محسوب می‌شود. علت احتمالی این تفاوت را می‌توان در ویژگی‌های زیستی این ژل جستجو نمود؛ تخلخل ژل آلژینات شرایطی را فراهم می‌آورد که فعالیت‌های سلولی و متابولیکی در آن تسریع می‌گردد. کلید واژه‌ها: آلژینات، ترمیم استخوان، هیدروکسی آپاتیت- تری کلسیم فسفات، استئوبلاست

عنوان مقاله [English]

Comparison of human Osteoblast Proliferation in Alginate and Hydroxyapatite-Tricalcium Phosphate Scafolds

نویسندگان [English]

  • Hossain Sadeghi 1
  • Hamid Bahramian 1
  • Batool Hashemi beni 1
  • Ebrahim Esfandiary 2
  • Fereshteh Aliakbari 3
1 Associate Professor, Department of Anatomical Sciences, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
2 Professor, Department of Anatomical Sciences, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
3 Postgraduate Student, Department of Anatomical Sciences, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Introduction: After bone fractures from traffic trauma, many patients suffer from non-healing bone defects and its cosmetic and psychological complications. So, it is important to identify modern and effective methods to improve healing of bone defects. One of these, is using bone cells from the patient, culturing these cells on appropriate scaffold, and finally transferring them to injured area. The main objective of this study was to compare the rate of osteoblast proliferation in alginate beads, and hydroxyapatite-tricalcium phosphate (HA-TC) scaffold. Methods: Bone tissue specimens were obtained from 4 patients undergoing craniotomy surgery operations in Alzahra teaching hospital, Isfahan. Bone specimens were cut in to small pieces and put in Petri dishes having culture medium and transferred to the incubator. The mean interval of osteoblast outgrowth from bone pieces was observed to be 10-12 days, later on. The cell cultures reached confluence, averagely after 2 weeks time. First passage cells were detached from Petri dishes using Trypsin_EDTA and were divided in two portions. One portion was used for hydroxyapatite-tricalcium pohosphate scaffold, and the other was added to alginate gel. After a 2-weeks period, the data were collected and analyzed. Results: The osteoblasts in hydroxyapatite-tricalcium phosphate scaffold and alginate gel had round morphology. Van kossa staining demonstrated mineralized matrix in both groups. The number of harvested cells in 2 weeks after culture was significantly higher in Alginate group (P < 0.001). In addition, MTT assay showed significant difference in the mean of viability rates between both groups in day 14 (P < 0.001). Conclusion: This study showed that Alginate gel support better proliferation and viability of osteoblasts in comparison with the hydroxyapatite-tricalcium pohosphate scaffold. The probable cause of these differences can be searched in Alginate bioproperties. Porosity of Alginate gel provides conditions in which cellular and methabolic activities could be accelerated. Key word: Alginate, Bone healing, Hydroxyapatite-Calcium phosphate, Osteoblst.