)آزادسازی کنترل شده وانادیوم از داربست کمپوزیتی تمایز استخوانی غضروفی سلول های بنیادی مزانشیمی را تحریک می کند

تاریخ انتشار: چهارشنبه 23 فروردین 1396 | امتیاز: Article Rating

نقص های استخوانی بزرگ اغلب نیاز به استفاده از اتوگرافت، آلوگرافت یا تقویت شدن بوسیله گرافت های استخوانی سنتتیک دارد؛ با این حال، این درمان های می تواند منجر به یکپارچگی های استخوانی با تاخیر شود. یک استراتژی مهندسی بافت، می تواند استفاده از داربست هایی باشد که فرایند طبیعی بهبود استخوان به صورت استخوان سازی درون غضروفی را افزایش دهد، جایی که یک فاز غضروف بینابینی بعدا به استخوان تبدیل می شود. این مطالعه وانادادیل استیل استونات(VAC)، یک مقلد انسولینی ترکیب شده با داربست کمپوزیتی فیبری حاوی پلی کارپرولاکتون با نانوذره های هیدروکسی آپاتیت و فسفات تری کلسیم بتا را به عنوان یک داربست بالقوه برای مهندسی بافت استخوان بررسی کرد. تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی(MSCs) روی داربست های کمپوزیتی حاوی درصدهای وزنی 0.05 و 0.025 وزنی VAC  را در آزمایشگاه و با استفاده از سه محیط القای مختلف شامل محیط های استخون زا(OS)، غضروف زا(CCM) و غضروف زا/استخوان زا(C/O) که استخوان زایی درون غضروفی را تقلید می کند، ارزیابی کردیم. آزادسازی کنترل شده VAC طی 28 روز برای کمپوزیت های VAC بدست آمد، جایی که تقریبا 30 درصد VAC طی این دوره آزاد شد. سلول های بنیادی مزانشیمی کشت شده روی کمپوزیت های VAC در محیط C/O فعالیت آلکالین فسفاتازی، تولید استئوکلسین و سنتز کلاژن را در مقایسه با داربست کمپوزیتی بدون VAC افزایش دادند. علاوه براین، بیان ژن ها برای غضروف زایی(Sox9) و مارکرهای هایپرتروفی(VEGF، MMP-13 و کلاژن X) روی کمپوزیت های VAC‌در بیشترین مقدار بود. بوسیله رنگ آمیز ایمنی برای سلول های کشت شده روی داربست های VAC موجود در محیط C/O افزایش تقریبا 1000 برابری در بیان ژن VEGF و تشکیل VEGF مشاهده شد که پیشنهاد می کند VAC رگزایی را در in vivo افزایش می دهد. این نتایج پتانسیل داربست های کمپوزیت VAC را در حمایت استخوان زایی درون غضروفی به عنوان یک داربست مهندسی بافت استخوان نشان می دهد.

AAPS J. 2017 Mar 22. doi: 10.1208/s12248-017-0073-9. [Epub ahead of print]

Controlled Release of Vanadium from a Composite Scaffold Stimulates Mesenchymal Stem Cell Osteochondrogenesis.

Schussler SD1, Uske K2, Marwah P2, Kemp FW3, Bogden JD3, Lin SS4, Livingston Arinzeh T5.

Abstract

Large bone defects often require the use of autograft, allograft, or synthetic bone graft augmentation; however, these treatments can result in delayed osseous integration. A tissue engineering strategy would be the use of a scaffold that could promote the normal fracture healing process of endochondral ossification, where an intermediate cartilage phase is later transformed to bone. This study investigated vanadyl acetylacetonate (VAC), an insulin mimetic, combined with a fibrous composite scaffold, consisting of polycaprolactone with nanoparticles of hydroxyapatite and beta-tricalcium phosphate, as a potential bone tissue engineering scaffold. The differentiation of human mesenchymal stem cells (MSCs) was evaluated on 0.05 and 0.025 wt% VAC containing composite scaffolds (VAC composites) in vitro using three different induction media: osteogenic (OS), chondrogenic (CCM), and chondrogenic/osteogenic (C/O) media, which mimics endochondral ossification. The controlled release of VAC was achieved over 28 days for the VAC composites, where approximately 30% of the VAC was released over this period. MSCs cultured on the VAC composites in C/O media had increased alkaline phosphatase activity, osteocalcin production, and collagen synthesis over the composite scaffold without VAC. In addition, gene expressions for chondrogenesis (Sox9) and hypertrophic markers (VEGF, MMP-13, and collagen X) were the highest on VAC composites. Almost a 1000-fold increase in VEGF gene expression and VEGF formation, as indicated by immunostaining, was achieved for cells cultured on VAC composites in C/O media, suggesting VAC will promote angiogenesis in vivo. These results demonstrate the potential of VAC composite scaffolds in supporting endochondral ossification as a bone tissue engineering strategy.

PMID: 28332167
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