سنتز بيولوژيكي نانوهيدروكسي آپاتيت توسط باكتري¬هاي پروبيوتيك و بررسي تاثير احتمالي آن بر پاسخ¬هاي التهابي

دكتري

در سال‌هاي اخير، استفاده از مواد زيستي سنتز شده با روش‌هاي زيستي بيشتر از مواد توليد شده با روش‌هاي شيميايي سنتي مورد توجه قرار گرفته است. اين پژوهش به طور جامع پتانسيل نانو مواد زيستي مشتق شده از پروبيوتيك‌ها، به ويژه باسيلوس سوبتيليس و باسيلوس كواگولانس، را در كاربردهاي مختلف از جمله صنايع غذايي، پزشكي، درمان سرطان، تمايز استخواني سلول‌هاي بنيادي و مهندسي بافت بررسي مي‌كند. تمركز اين تحقيق بر سنتز نانو هيدروكسي آپاتيت از پروبيوتيك‌ها بوده و زيست‌سازگاري و خواص آن با استفاده از تكنيك‌هاي پيشرفته‌اي نظير طيف‌سنجي فروسرخ تبديل فوريه (FTIR)، پراش اشعه ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و طيف‌سنجي انرژي پرتو ايكس (EDX) بررسي شده است. نتايج حاصل از اين تحقيق نشان مي‌دهد كه نانو هيدروكسي آپاتيت به‌طور موفقيت‌آميزي بر روي سطح باكتري‌هاي پروبيوتيك سنتز شده است. تشكيل نانو هيدروكسي آپاتيت در محيط حاوي فسفات كلسيم نامحلول و اوره، به واسطه فعاليت آنزيم‌هاي فسفاتاز و اوره‌آز، تأييد شد. اين نانو مواد زيستي به دليل ساختار مناسب، از جمله نسبت كلسيم به فسفر نزديك به هيدروكسي آپاتيت استوكيومتري، براي كاربردهاي زيست‌پزشكي مانند افزودني‌هاي غذايي ايمن و جايگزين‌هاي هيدروكسي آپاتيت‌هاي سوزني شكل مناسب تشخيص داده شدند. آزمايش‌هاي ضد سرطاني نشان داد كه اين نانو مواد داراي فعاليت ضدسرطاني حدود 61 درصد عليه سلول‌هاي MCF-7 هستند و در عين حال زنده‌ماني سلول‌هاي سالم L-929، PBMC و MG-63 را نيز تضمين مي‌كنند. همچنين نتايج نشان داد كه نانو هيدروكسي آپاتيت سنتز شده باعث افزايش معني‌دار تمايز استخواني در سلول‌هاي بنيادي شده است. اين موضوع از طريق افزايش سطح آلكالين فسفاتاز و كاني‌سازي استخواني، تأييد شد. علاوه بر اين، پژوهش به بررسي تأثير هيدروكسي آپاتيت بر رشد و تمايز سلول‌هاي بنيادي مشتق شده از دندان‌هاي شيري افتاده انسان (SHED) پرداخت. نتايج نشان داد كه پروبيوتيك‌هاي رشد يافته در محيط كشت PVK توانستند تا 33 درصد رشد سلول‌هاي SHED را افزايش دهند و باعث تمايز سلولي به سمت سلول‌هاي استئوبلاست شوند. اين تمايز با تغييرات مورفولوژيكي سلول‌ها و افزايش رسوبات كلسيم داخل سلولي تأييد شد. در بخش نهايي، پژوهش به بررسي توليد داربست‌هاي استخواني با استفاده از فناوري چاپ سه‌بعدي پرداخت كه شامل هيدروكسي آپاتيت سنتز شده از پروبيوتيك‌ها بود. اين داربست‌ها از نظر استحكام مكانيكي و زيست‌سازگاري بهبود يافته‌اند و با داشتن تخلخل مناسب (با اندازه منافذ 675 ميكرومتر) و مقاومت فشاري 10 مگاپاسكال، به عنوان يك گزينه اميدواركننده براي ترميم استخوان‌هاي ترابكولار انسان معرفي شدند. در مجموع، يافته‌هاي اين پژوهش بر پتانسيل بالاي نانو مواد زيستي مشتق شده از پروبيوتيك‌ها براي كاربردهاي وسيع در صنايع غذايي، پزشكي، مهندسي بافت و ترميم استخوان تأكيد دارد. اين مطالعه نشان‌دهنده همگرايي نانوتكنولوژي، ميكروبيولوژي و زيست‌پزشكي در توليد مواد نوآورانه براي استفاده در كاربردهاي متنوع است.

230328

دانشگاه اصفهان

اگوژان گوندوز , رسول شفيعي

ميكروبيولوژي

رسول روغنيان , گيتي امتيازي