اثرات ریز ساختار داربست و اولتراسوند پالسی با شدت کم روی تمایز غضروفی سلول های بنیادی مزانشیمی انسان

تاریخ انتشار: جمعه 19 آبان 1396 | امتیاز: Article Rating

اثر اولتراسوند پالسی با شدت کم(LIPUS) روی تکثیر و تمایز غضروفی سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی(hMSCS) کشت شده روی داربست های پرینت شده سه بعدی پلی اتیلن گلیکول دی آکریلات(PEG-DA) با تخلخل هندسی متنوع(کانال های مربعی و شش وجهی) بررسی شد. داربست با سوراخ های مربعی در مقایسه با داربست جامد یا سوراخ های چند وجهی، منجر به رشد hMSC و تمایز غضروفی بیشتر شد. پارامترهای LIPUS بهینه در 1.5 MHz حدود100 mW/cm2 و 20% duty cycle بود. تحریک LIPUS تکثیر را بعد از 24 ساعت تا 60 درصد افزایش داد. برای غضروف زایی، ما بیومارکرهای کلید غضروفی که به فراوانی در بافت غضروف موجود هستند، گلیکوزآمینوگلیکان ها(GAG)، کلاژن نوع دو و کلاژن کل را ارزیابی کردیم. تحریک LIPUS سنتز GAG را در داربست های با الگوی سوراخ مربعی و شش وجهی،  بعد از دو هفته به ترتیب، تا 16 و 11 درصد افزایش داد. علاوه براین، تولید کلاژن نوع دو تحت تحریک LIPUS و بعد از سه هفته برای همین الگوها به ترتیب 60 و 40 درصد افزایش یافت. این نتایج نشان می دهد که تحریک LIPUS، که پیش از این بوسیله FDA برای درمان شکستگی های استخوانی مورد تایید قرار گرفته است، می تواند ابزار بسیار موثری برای مهندسی بافت استخوان در ترکیب پرینت سه بعدی و hMSCها برای بازسازی بافت غضروفی آسیب دیده باشد.

Biotechnol Bioeng. 2017 Oct 24. doi: 10.1002/bit.26480. [Epub ahead of print]

Effects of Scaffold Microstructure and Low Intensity Pulsed Ultrasound on Chondrogenic Differentiation of Human Mesenchymal Stem Cells.

Aliabouzar M1, Lee SJ1, Zhou X1, Zhang GL1, Sarkar K1.

Abstract

The effects of low intensity pulsed ultrasound (LIPUS) on proliferation and chondrogenic differentiation of human mesenchymal stem cells (hMSCs) seeded on 3D printed poly-(ethylene glycol)-diacrylate (PEG-DA) scaffolds with varying pore geometries (square and hexagonal channels) were investigated. The scaffold with square pores resulted in higher hMSC growth and chondrogenic differentiation than a solid or a hexagonally porous scaffold. The optimal LIPUS parameters at 1.5 MHz were found to be 100 mW/cm2 and 20% duty cycle. LIPUS stimulation increased proliferation by up to 60% after 24 hours. For chondrogenesis, we evaluated key cartilage biomarkers abundant in cartilage tissue; glycosaminoglycan (GAG), type II collagen and total collagen. LIPUS stimulation enhanced GAG synthesis up to 16% and 11% for scaffolds with square and hexagonal patterns, respectively, after 2 weeks. Additionally, type II collagen production increased by 60% and 40% for the same patterns respectively under LIPUS stimulation after 3 weeks. These results suggest that LIPUS stimulation, which has already been approved by FDA for treatment of bone fracture, could be a highly efficient tool for tissue engineering in combination with 3D printing and hMSCs to regenerate damaged cartilage tissues. This article is protected by copyright. All rights reserved.

PMID: 29064570
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