ساخت داربست PAN حاوي نانو آلياژPtAuAg براي تمايز استخواني سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي

دكترا

سابقه و هدف: امروزه استفاده از سلول‌هاي بنيادي و نانو داربست‌هاي مختلفي (كه حاوي تركيبات معدني مختلف) در تمايز سلول‌هاي بنيادي، به‌عنوان يك راه‌كار درماني مطرح مي‌شود. هدف از اين پروژه، ساخت و مشخصه‌يابي پودر نانو ذرات آلياژي (دوتايي و سه‌تايي) و نانو داربست آليآژي پلي آكريلو نيتريل حاوي ذرات آلياژ دوتايي (M′M″@ PAN NFs) و حاوي ذرات آلياژ سه‌تايي (M′M″M‴@ PAN NFs) توضيح داده شد. سپس، تاثير داربست‌هاي آلياژ دارشده (M′M″M‴@ PAN NFs) كه مقادير متفاوتي از فلزات تشكيل دهنده) در تكثير، رشد، فعاليت متابوليكي، فعاليت تمايز استخوان سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي مشتق از چرب در شرايط بيرون تني مورد بررسي قرار گرفت مواد و روش‌ها: در يك مطالعه تجربي، نانو ذرات آلياژهاي دوتايي و سه‌تايي به روش دوستدار محيط زيست (روش فراصوت) با استفاده از حلال سبز ساخته. به‌هدف اصلاح ساختار پليمر و ايجاد ساختار حلقوي شده پر از گروه عاملي فعال، محلول پليمري در دماي 70 درجه سانتي‌گراد به‌مدت 18 ساعت گرم شده‌است. سپس آن ذرات برروي نانو الياف پلي آكريلو نيتريل الكتروريسي شده پوشش داده شد. خصوصيات فيزيكوشيميايي، مكانيكي، آبدوستي و زيستي نانوداربست آلياژ دارشده با آزمون‌هاي پراش پرتو ايكس، ميكروسكوپ‌هاي (روبشي، عبوري و اتمي)، زير قرمز، MTT، آلكالين فسفاتاز، معدني شدن، آليزارين رد و بيان ژن ارزيابي گرديد. يافته‌ها: در مطالعه حاضر، تمامي داربست‌هاي فيبري سنتز شده در مقياس نانو تهيه شدند. خواص فيزيكوشيميايي ساختارهاي داربست آلياژي به دقت بررسي شده است. نتايج خصوصيات فيزيكوشيميايي نشان داد كه تغييرات در خواص بلوري، ريخت شناسي، ساختاري و پايداري، خواص مكانيكي و آب دوستي ماتريس پليمري با تغيير در نوع نانوذرات آلياژي رخ داده است. بررسي‌هاي ريخت‌شناسي تمامي داربست‌هاي سنتز شده نشان داد كه با ايجاد فضايي سه‌بعدي، ريخت شناسي و زبري سطوح آن‌ها متفاوت است كه به دليل تفاوت در شكل قطعات ذرات آلياژي و توزيع آن‌ها بر روي سطح داربست است. افزون بر اين، نانوذرات آلياژي در مقياس كوچك به طور يكنواخت بر روي سطح خارجي داربست نانوالياف پلي اكريلونيتريل "PAN NFs" توزيع شدند كه منجر به تشكيل سطح خارجي چروكيده شد. در حالي كه، ذرات آلياژي در مقياس بزرگ در سطح داخلي داربست PAN NFs قرار گرفته‌اند. از آنجايي كه خواص ساختاري (بلوري، ريخت شناسي سطح، زبري و مكانيكي/آبدوستي) داربست هاي آلياژي (M′M″M‴@ PAN NFs) بهتر از داربست هاي ديگر بود. بنابراين، تمايز سلول‌هاي بنيادي در سطح آن‌ها مورد ارزيابي قرار گرفت. آزمايش‌هاي سلولي براي اين داربست‌ها افزايش چشمگير رشد، تكثير و تمايز سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي به سلول‌هاي استخواني روي داربست‌هاي آلياژي نانو (M′M″M‴@ PAN NFs) را در مقايسه با داربست‌ (PAN NFs) تأييد كرد. توانايي زيستي، معدني شدن ماتريكس سلولي، سطح كلسيم، فعاليت آلكالين فسفاتاز و سطح بيان ژن ها (Runx2، ALP، Col (I)، استئوكلسين و استئونكتين) در سلول هاي بنيادي مزانشيمي كشت شده بر روي اين نانو داربست‌هاي آليآژ دارشده در روزهاي (7، 14 و 21) افزايش يافته است. به طور قابل ملاحظه. اين افزايش در رفتار وابسته به دوز فلزات تشكيل دهنده (Pt، Au و Ag) با گروه كنترل و گروه داربست غير آلياژي (PAN NFs) مقايسه شد. اين احتمال وجود دارد كه اين افزايش در فرآيند تمايز استخواني سلول هاي بنيادي مزانشيمي نيز با فعال شدن برهمكنش (سطح سلول-داربست) انجام شود. با توجه به تمام نتايج اين مطالعه، Pt2Au1Ag1@ PAN NFs (اول)، Pt1Au2Ag1@ PAN NFs (دوم) و Pt1Au1Ag2@ PAN NFs (سوم) مي توانند از عوامل استخوان زايي ارزشمند در مهار مرگ سلولي، افزايش تكثير و بقاي سلولي باشند. در نتيجه، در سلول درماني پيشرفته و فناوري‌هاي مهندسي بافت مورد استفاده قرار گرفت. نتيجه گيري: افزون بر تفاوت‌هاي ريخت شناسي نانو داربست‌هاي آلياژ دارشده (M′M″M‴@ PAN NFs)، ميزان كلسيم، فعاليت آنزيم آلكالين فسفاتاز و فعاليـت متابوليـك سـلول‌هـاي مزانشـيم و استئوبلاست با يكديگر متفاوت هستند. لذا مي‌توان براي تشخيص تمايز آزمايشـگاهي سـلول‌هـاي بنيـادي مزانشيمي اسـتخوان بـه استئوبلاست، افزون بر رنگ آميزي آليزارين از فاكتورهاي ذكر شده در اين پژوهش نيز استفاده كرد. به‌دليل آن‌ها قابليت استخوان‌سازي عالي دارند، در طب ترميمي جهت بازسازي بافت استخوان مفيد خواهد بود.

210447

دانشگاه علم و صنعت ايران

موسي كهتري

شيمي- شيمي معدني

آزاده تجردي