مهندسی بافت استخوان بر پایه داربست های ژلاتین/PRGF حاوی نانو ذرات شیشه زیست فعال و سلول های بنیادی اندومتریال
[پایان نامه]
احمدرضا فرمانی
دانشگاه علوم پزشکی تهران، دانشکده پزشکی
۱۴۰۱
۱۲۱ص.
دکتری تخصصی (PHD)
مهندسی بافت
۱۴۰۱/۰۹/۰۲
۲۰
مقدمه و هدف کار: مهندسی بافت استخوانی (BTE) یک استراتژی برای بازسازی نقایص استخوانی با اندازه بحرانی است که به سرعت در حال توسعه است. در این بین کاربرد داربست های اسفنجی آلی-معدنی نانو کامپوزیتی و همچنین عصاره های پلاکتی گسترش چشمگیری داشته اند. در این پژوهش تلاش شده است تا با ترکیب شیشه زیست فعال حاوی لیتیم و پلاسمای غنی از فاکتور رشد، داربستی با قابلیت آنتی باکتریال و با توانایی بالای القای تمایز در سلول های بنیادی به سلول های استخوانی، با رویکردی بالینی ایجاد شود. از این رو داربست نانوکامپوزیتی زیست تقلیدپذیر جدید با ترکیب نانوذرات شیشه زیستی حاوی یون لیتیم به عنوان فاز معدنی و ژلاتین/پلاسمای غنی از فاکتور رشد (PRGF) به عنوان فاز آلی بافت استخوانی تهیه شد. روش کار: ابتدا نانوذرات شیشه زیست فعال 45s5 حاوی 0، 1، 3 و5 درصد از لیتیم به روش سل-ژل تهیه شد در ادامه میزان لیتیم مورد استفاده در ساختار بر مبنای آزمون های آنتی باکتریال و زنده مانی سلولی (MTT) بهینه شد. سپس داربست های هیبریدی حاوی 5، 10 و 20 % شیشه زیست فعال و نسبت برابر وزنی ژلاتین/PRGF با روش فریز-خشک کردن تهیه شده و چسبندگی سلولی (SEM)، زنده مانی سلولی و تمایز به رده استخوانی با بررسی فعالیت آلکالین فسفاتاز و همچنین بیان ژنهای استئوپوینتین(OP)، استئوکلسین(OC) و Runx-2 روی سلول های بنیادی اندومتریال انسانی (hEnSCs) مورد بررسی قرار گرفت. همچنین تاثیر حضور نانوذرات شیشه زیست فعال و PRGF بر خواص مکانیکی و دمای انتقال شیشه ای نانو کامپوزیت ها مورد بررسی قرار گرفتند.یافته ها: مقدار بهینه لیتیم در ساختار 3% وزنی تعیین گردید. همچنین بررسی SEM نانوذرات نشان از تغییر شکل دانه ها به علت تفاوت اندازه لیتیم و سدیم داشت. همچنین مشاهده شد حضور شیشه زیست فعال تا 10% وزنی و PRGF سبب بهبود قابل توجه زنده مانی و چسبندگی سلولی و شده است. علاوه بر این بررسی تمایز استخوانی نشان داد فعالیت ALP (500%)، بیان ژن های OP (600%)، OC (550%) و Runx-2 (400%) در داربست های هیبریدی در مقایسه با داربست ژلاتینی افزایش یافته است. در این بین شیشه زیست فعال نقش موثرتری در افزایش فعالیت ALP و بیان Runx-2 داشته است درحالی که تاثیر PRGF در افزایش بیان ژن های OP، OC بیشتر مشاهده شده است. علاوه براین بررسی نتایج خواص مکانیکی و دمای انتقال شیشه ای نیز نشان دهنده تاثیر شیشه زیست فعال در افزایش مدول و دمای انتقال شیشه ای بوده است. نتیجه گیری: در نتیجه داربست های هیبریدی تهیه شده بر پایه پلیمر زیستی ژلاتین، شیشه زیست فعال 45s5 و عصاره پلاکتی پلاسمای غنی از فاکتور رشد می تواند راهبرد مناسبی جهت ترمیم استخوان باشد