عنوان پایان‌نامه
بررسی تمایز استخوانی سلولهای بنیادی برروی داربست های نانوساختار زیست تخریب پذیر هیبریدی
- رشته تحصیلی
- زیست‌شناسی-علوم جانوری - تکوینی جانوری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 5443;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 64716
- تاریخ دفاع
- ۳۰ بهمن ۱۳۹۲
- دانشجو
- سارا امجدیان
- استاد راهنما
- بهمن زینلی, احسان سیدجعفری اولیائی نژاد
- چکیده
- جهت غلبه بر محدودیت‌های پیوندهای استخوانی آلوژنیک و اتوژنیک، استفاده از سلولهای بنیادی به همراه داربست‌های نانوساختار در مهندسی بافت اخیرا بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش نیز داربست‌های نانولیفی با هدف شبیه‌سازی ساختار طبیعی بافت استخوان از الیاف ژلاتین و پلی‌ال‌لاکتیک‌اسید با تکنیک الکتروریسی هیبریدی ساخته شدند. سپس در گروه‌های آزمایشی دیگر، نانوذرات هیدروکسی‌آپاتیت در الیاف پلی‌ال‌لاکتیک‌اسید و ذرات دگزامتازون در هر دو نوع الیاف مورد استفاده، به طور جداگانه بارگیری شده و پس از بررسی ویژگی‌های داربست‌های ساخته شده توسط تصاویر میکروسکوپ الکترونی، اندازه‌گیری مقاومت کششی، زاویه تماس و طیف سنجی مادون قرمز و نیز تعیین میزان رهایش دگزامتازون از الیاف با استفاده از اسپکتروفتومتری ماوراءالبنفش_مرئی، میزان چسبندگی، بقاء و تکثیر سلولهای بنیادی مزانشیمی مشتق از چربی کشت شده بر روی داربست‌ها با استفاده از آزمون رشد و تکثیر سلولی مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس اثرات القاء و هدایت تمایز استخوانی داربست‌ها با استفاده از شاخص‌هایی مانند فعالیت آنزیم آلکالین‌فسفاتاز، رسوب نمک‌های کلسیمی و بیان ژن‌های استخوانی بررسی شد. نتایج این بررسی‌ها وجود الیاف با قطر و مورفولوژی مناسب برای کشت سلولی، کاهش زاویه سطح تماس پس از هیبرید شدن الیاف و وجود پیوندهای اکسیژن-کربن و پیوندهای آمیدی را در داربست‌های هیبریدی مورد تأیید قرار داد. نتایج آزمون‌های سلولی نیز تکثیر و تمایز بهتر سلولهای بنیادی بر روی داربست‌های هیبریدی را نسبت به سطوح کنترل مورد تأیید قرار داد. همچنین پروفایل رهایش دگزامتازون، رهایش آرام‌تر در داربست‌های هیبریدی بارگیری شده با این ذرات در الیاف ژلاتین را نشان می داد که با اثرات بیشتر بر روی تمایز استخوانی همراه بود. در مجموع بررسی‌ها در جهت تأیید قابلیت داربست‌های ساخته شده در حمایت از تکثیر و تمایز سلول‌ها و افزایش این قابلیت با بارگیری مولکول‌های سیگنال دهنده و در نتیجه رهایش تدریجی این عوامل بوده که آن‌ها را در ردیف گزینه‌های مناسب در مهندسی بافت قرار می‌دهد.
- Abstract
- Recently, the application of stem cells with nanofibrous scaffolds is vastly taken into consideration in tissue engineering in order to remove the limitations associated with bone autografts and allografts. In this study, to mimick the natural structure of bone tissue, a hybrid nanofibrous scaffold was fabricated using gelatin and poly L lactic acid (PLLA) nanofibers via two nozzles electrospining method. Then, to design the other experimental groups, hydroxyapatite nanoparticles were loaded in electrospun PLLA nanofibers and also dexamethasone was incorporated into electrospun gelatin or PLLA nanofibers in the distinct groups. In the next step, the hybrid nanofibrous scaffolds were characterized via scanning electron microscopy, tensile strength measurements, contact angle, and infra-red spectroscopy and also the release profile of dexamethasone was determined using uv-visible spectrophotometer. Then the attachment, viability and proliferation of cultured adipose derived mesenchymal stem cells were investigated via MTT assay. In the next step, osteoinductivity and osteoconductivity of fabricated hybrid scaffolds were analyzed using osteogenic markers like alkaline phosphatase activity, calcium content and expression of osteoblast-related genes. The results of Characterization analysis confirmed the fibers with appropriate diameter and morphology to cell culture, dramatic reduction in the contact angle of hybrid nanofibers, and particular peaks of oxygen-carbon and amide bonds in the hybrid scaffolds. Moreover cell experimental studies showed the enhanced proliferation and differentiation of cultured stem cells on the hybrid scaffolds in comparison to control levels. In addition more slowly and sustain release of dexamethasone was obtained from gelatin loaded dexamethasone fibers in the hybrid scaffold which caused more osteogenic differentiation subsequently. Taken together the performed analysis showed a high capacity of this fabricated hybrid scaffold to support the proliferation and differentiation of stem cells and making this capacity increased by incorporating such signaling molecules like hydroxyapatite and dexamethasone into the fibers, Which makes them as good candidates in tissue engineering applications.
