مهندسی غضروف و یا استخوان درون غضروفی : مقایسه هیدروژل های مختلف مشتق شده طبیعی

تاریخ انتشار: پنجشنبه 13 آذر 1393 | امتیاز: Article Rating

مهندسی بافت های غضروفی با استفاده از سلول های بنیادی مزانشیمی (MSC)، موجب تولید استخوان را در داخل بدن با به کارگیری یک برنامه  درون غضروفی می شود. این ممکن است مانعی برای استفاده از سلول های بنیادی مزانشیمی برای بازسازی غضروف مفصلی باشد، اما امکان استفاده از مهندسی بافت غضروفی را برای ترمیم نقص استخوان های بزرگ  فراهم می کند. هیدروژل ها ممکن است یک ابزار جذاب برای افزایش چنین بافت های مهندسی شده برای ترمیم استخوان درون غضروفی باشند.  در این مطالعه، ما توانایی هیدروژل های مختلف مشتق شده طبیعی (آلژینات، کیتوزان، و فیبرین) را در حمایت از غضروف زایی و هیپرتروفی سلولهای بنیادی مزانشیمی در شرایط آزمایشگاهی و استخوان زایی در داخل بدن با یکدیگرمقایسه می کنیم. درشرایط آزمایشگاهی، ساختارهای آلژینات و کیتوزان تجمعی از سطوح بالای sGAG هستند و ساختارهای کیتوزان بالاترین سطوح کلاژن را سنتز می کنند. ساختارهای آلژینات و فیبرین از بیشترین درجه تجمعات کلسیمی پشتیبانی می کنند ، هر چند فقط ساختارهای فیبرینی بطورهمگن کلسیفیه می شوند. در داخل بدن، ساختارهای کیتوزانی نه عروق زایی و نه استخوان زایی درون غضروفی را تسهیل می کنند، و همچنین بیشترین میزان sGAG را حفظ می کنند که نشان می دهد ماده مناسب تری برای مهندسی غضروف مفصلی می توانند باشند. هر دو ساختارهای آلژیناتی و فیبرینی عروق زایی و تشکیل استخوان درون غضروفی را تسهیل کرده و همچنین موجب توسعه یک محیط مغز استخوانی می شوند . ساختارهای آلژیناتی موادمعدنی بیشتری را اندوخته و از تشکیل استخوان بیشتر در مناطق مرکزی بافت مهندسی پشتیبانی می کند. در نتیجه، این مطالعه توانایی هیدروژل کیتوزان را برای پیشبرد و حفظ بهتر فنوتیپ غضروفی در سلولها ی بنیادی مزانشیمی اثبات کرده و پتانسیل استفاده از هیدروژل آلژینات را برای کاربردهای مهندسی بافت استخوان درون غضروفی بر پایه سلول های بنیادی مزانشیمی برجسته می کند

Acta Biomater. 2014 Nov 24. pii: S1742-7061(14)00525-X. doi: 10.1016/j.actbio.2014.11.031. [Epub ahead of print]

Engineering cartilage or endochondral bone: A comparison of different naturally derived hydrogels.

Sheehy EJ1Mesallati T1Vinardell T2Kelly DJ3.

 

Abstract

Cartilaginous tissues engineered using mesenchymal stem cells (MSCs) have been shown to generate bone in vivo by executing an endochondral program. This may hinder the use of MSCs for articular cartilage regeneration, but opens the possibility of using engineered cartilaginous tissues for large bone defect repair. Hydrogels may be an attractive tool in the scaling-up of such tissue engineered grafts for endochondral bone regeneration. In this study, we compared the capacity of different naturally derived hydrogels (alginate, chitosan, and fibrin) to support chondrogenesis and hypertrophy of MSCs in vitro and endochondral ossification in vivo. In vitro, alginate and chitosan constructs accumulated the highest levels of sGAG, with chitosan constructs synthesising the highest levels of collagen. Alginate and fibrin constructs supported the greatest degree of calcium accumulation, though only fibrin constructs calcified homogenously. In vivo, chitosan constructs facilitated neither vascularization nor endochondral ossification, and also retained the greatest amount of sGAG, suggesting it to be a more suitable material for the engineering of articular cartilage. Both alginate and fibrin constructs facilitated vascularization and endochondral bone formation as well as the development of a bone marrow environment. Alginate constructs accumulated significantly more mineral and supported greater bone formation in central regions of the engineered tissue. In conclusion, this study demonstrates the capacity of chitosan hydrogels to promote and better maintain a chondrogenic phenotype in MSCs and highlights the potential of utilizing alginate hydrogels for MSC-based endochondral bone tissue engineering applications

PMID: 25463500
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان