ایجاد هیدروژل گلیکوزآمینوگلیکان قابل تنظیم برای تقلید ماتریکس خارج سلولی

زیست مواد، به ویژه ، داربست ها ممکن است به عنوان ماتریکس خارج سلولی ( ECM ) موقت عمل کرده، ساختارهای محیطی داخل بدن را تقلید و رشد سلولی و بازسازی بافت را تسهیل کنند. ECM بیشتر از گلیکوزآمینوگلیکانها (GAGs) و پروتئین ها تشکیل شده است ، نسبت GAGs ، اسید هیالورونیک ( HA ) : GAGs سولفاته ( sGAGs ) مشخصه هر نوع بافت است. بند ناف ( UC ) و به خصوص ژله وارتون ( WJ ) به عنوان منابع خوبی برای به دست آوردن GAGs مطرح شده است. دراین مطالعه، ما از یک روش جدید برای استخراج، تصفیه و جداسازی GAGs از بند ناف به دست آمده از دو گونه مختلف ، انسان و خوک  استفاده کردیم . این روش جدید، مبتنی برهضم آنزیمی WJ ، ​​رسوب GAGs با حلال های آلی، مراحل تخلیص و جداسازی کروماتوگرافی GAGs با استفاده از ستون تبادل یونی است. این فرایند جدید امکان تخلیص بالای HA و sGAGs  را از ژله وارتون انسان و خوک فراهم می کند. ترکیب sGAGs و وزن مولکولی HA در دو گونه بسیار مشابه بودند و GAGs زیست سازگار و غیر سمی هستند. در نهایت، این زیست مواد جدید دارای خواص زیست فعالی قابل توجه، افزایش میزان تکثیر دو دودمان سلولی ، سلول های بنیادی مزانشیمی بافت چربی انسانی ( ASCs ) و فیبروبلاست هستند. به طور خلاصه، روش جداسازی HA و sGAGs ، مرتبط با بهبود کیفیت GAG در این مقاله شرح داده شده و راه های جدیدی را برای تشکیل زیست مواد طبیعی با نسبت های مختلف GAG ، تقلید ماتریکس بافت برای برنامه های مختلف مهندسی بافت می گشاید.

J Tissue Eng Regen Med. 2014 Mar 5. doi: 10.1002/term.1883.

Generation of tunable glycosaminoglycan hydrogels to mimic extracellular matrices.

Herrero-Mendez A¹, Palomares T, Castro B, Herrero J, Alonso-Varona A.

Abstract

Biomaterials and, especially, scaffolds may function as temporary extracellular matrix (ECM), mimicking in vivo environmental structures and facilitating cell growth and tissue regeneration. ECM is composed mostly of glycosaminoglycans (GAGs) and proteins, the ratio of GAGs, hyaluronic acid (HA):sulphated GAGs (sGAGs) being characteristic of each type of tissue. Umbilical cord (UC) and particularly Wharton's jelly (WJ) have been proposed as good sources for obtaining GAGs. In this work, we present a novel methodology for the extraction, purification and separation of GAGs from UC obtained from two different species, human and pig. The new methodology is based on enzymatic digestion of WJ, precipitation of GAGs with organic solvents, purification steps and chromatographic separation of GAGs using ion exchange columns. This novel process allows highly purified HA and sGAGs to be obtained from human and pig WJ. The composition of sGAGs and molecular weight of HA were very similar in the two species and GAGs are haemocompatible and non-cytotoxic. Finally, these new biomaterials have significant bioactive properties, increasing proliferation rates of two cell lines, human adipose mesenchymal stem cells (ASCs) and fibroblasts. In summary, the separation of HA and sGAGs, linked to the improvement in the GAG quantification method described in this paper, opens new avenues for the formulation of natural biomaterials with various ratios of GAGs, mimicking tissue matrix for different tissue-engineering applications.

PMID: 24599800