کاربرد پیوسته داربست معدنی شده هادی الکتریسیته و محرک الکتریکی برای استخوان زایی موثر

تاریخ انتشار: جمعه 22 دی 1396 | امتیاز: Article Rating

تمایز استخوانی بوسیله بسیاری از فاکتورهای القایی شامل عوامل بیوشیمیایی، استرس های بیومکانیکی و محرک الکتریکی تشدید می شود. مطالعات مرتبا روی یک فاکتور در یک زمان فوکوس می کنند و این در حالی است که همکاری آن ها می تواند منجر به پیشبرد موثرتر و کاربردی تر استخوان زایی شود. در این جا، برای اولین بار، همبستگی عملکردی بین کاربرد محرک الکتریکی و نانوذره های هیدروکسی آپاتیت در تمایز استخوانی ارزیابی شد. داربست های الکتروریسی شده رسانای زیست سازگار تهیه شده از کیتوسان آملوگام شده، آنیلین پنتامر و هیدروکسی آپاتیت بوسیله سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از مغز استخوان کشت شدند. سلول های کشت شده روی داربست ها با یا بدون هیدروکسی آپاتیت در معرض محرک الکتریکی قرار گرفتند و متعاقب آن مارکرهای مولکولی استخوان زایی و مسیرهای پیام رسانی مربوطه بررسی شد. به طور کلی، همه مارکرهای استخوانی بررسی شده (استئوکلسین، آلکالین فسفاتاز، استئونکتین و Runx2) از نظر رونویسی در سلول های کشت شده روی داربست های قالب گیری شده با کیتوسان افزایش یافتند. استفاده جداگانه از محرک الکتریکی یا هیدروکسی آپاتیت استخوان زایی را تقویت کرد، در حالی که سلول های قرار گرفته در معرض هر دو محرک به صورت همزمان، سطوح به طور قابل توجه بالاتری از برخی از ژن های استخوان زایی را نشان دادند. ملاحظه عملکرد و جایگاه مارکرها در مسیرهای پیام رسانی استخوانی، می تواند نشان دهد که هیدروکسی آپاتیت ممکن است در تبدیل شدن سلول های بنیادی به پیش سازهای استخوانی در مراحل اولیه تمایز نقش داشته باشد و این در حالی است که محرک الکتریکی به سلول های متعهد شده کمک می کند که بالغ شوند و فنوتیپ عملکردی را بدست آورند. در مجموع، بررسی همبستگی بین محرک های مختلف و بهره برداری از این برهمکنش ها در روش بهینه سازی شده می تواند منجر به پروتکل های استخوان زای موثرتری برای بازسازی موثر و مهندسی بافت استخوان شود.

J Biomed Mater Res A. 2017 Dec 22. doi: 10.1002/jbm.a.36316. [Epub ahead of print]

Sequential Application of Mineralized Electro-Conductive Scaffold and Electrical Stimulation for Efficient Osteogenesis.

Oftadeh MO1,2, Bakhshandeh B1, Dehghan MM3, Khojasteh A4.

Abstract

Osteogenic differentiation is enhanced by many inductive factors including biochemical agents, biomechanical stresses and electrical stimulation. Regularly studies have focused on one factor at a time, while synergies can promote more effective and functional osteogenesis. Herein, for the first time, functional synergism between application of electrical stimulation and HA nanoparticles was evaluated in osteogenic differentiation. Prepared electrospun biocompatible conductive scaffold by amalgamating chitosan, aniline-pentamer and hydroxyapatite incorporation was seeded by human bone-marrow derived mesenchymal stem cells. The cells seeded on the scaffolds with and without hydroxyapatite, were exposed to electrical stimulation and subsequently, osteogenic molecular markers and related signaling pathways were investigated. In general, all investigated osteogenic markers (osteocalcin, Alkaline phosphatase, osteonectin and Runx2) were upregulated transcriptionally in the cells seeded on the chitosan embedded scaffolds. Separate utilization of electrical stimulation or hydroxyapatite enhanced osteogenesis, while the cells exposed to both stimulators simultaneously, expressed higher levels of some of osteogenic genes significantly. Considering the functions and the positions of the markers in osteogenic signaling pathways, it can be concluded that HA might cooperate in the allocation of stem cells to osteoprogenitors in the early phase of osteogenesis while electrical stimulation helps committed cells with maturation and acquiring functional phenotypes. Altogether investigation of the synergism between different stimulators and exploiting the interactions in an optimized manner could led to more efficient osteogenesis protocol for effective bone regeneration and tissue engineering. This article is protected by copyright. All rights reserved.

PMID: 29271055
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