ساخت ریزناقل های نانوفیبری تقلید کننده ماتریکس خارج سلولی برای تشکیل ریز بافت های دارای عملکرد و بازسازی غضروف

تاریخ انتشار: شنبه 22 اردیبهشت 1397 | امتیاز: Article Rating

غضروف ظرفیت نسبتا محدودی برای خود ترمیمی و بازسازی دارد. برای ترمیمی نواقص بافت های غضروفی با اشکال پیچیده، ما به کاربردن ریز بافت های ساخته شده از سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از مغز استخوان(BMSCs) کشت شده در ریز ناقل های نانوفیبری بیونیک طبیعی(NF-MCs) را پیشنهاد می کنیم. ریز ناقل های NF-MCs از نظر ساختاری و عملکردی برای تقلید ماتریکس خارج سلولی(ECM) از طریق کراس لینک کردن سلولز باکتریایی دی آلدهیدی(DBC) با دی ال- آلو-هیدروکسی لیزین(DHYL) و کیتوسان کمپلکس(CS) با DHYL از طریق برهمکنش های الکتروستاتیک تولید شدند. طراحی مناسب و متعارف اجازه تنظیم مناسب قطر، اندازه سوراخ ها، تخلخل، ویژگی های مکانیکی و نرخ زیست تخریب پذیری فیبری را در NF-MCها می دهد. سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان کشت شده در NF-MCها در مقایسه با آن هایی که در ریزناقل های کیتوسانی(CS-MCs) کشت شده بودند تکثیر بهبود یافته ای را نشان دادند. بعد از سه هفته کشت تحت شرایط بدون جاذبه، ریز بافت های غضروفی دارای عملکرد تولید شدند. زمانی که آن ها به نواقص غضروفی مفصلی زانو در موش ایمپلنت شدند، ریز بافت ترمیم غضروفی مناسبی را در in vivo نشان داد که بوسیله ردیابی سلولی، بافت شناسی، تصاویر میکروCT و آنالیزهای راه رفتن مشخص شد. با توجه به چند منظوره بودن طراحی زیست پلیمر طبیعی و زیست تقلید بودن اجزای نانوفیبری قالب گیری شده در ریز ناقل های ماکرو پوروس(با سوراخ های بزرگ)، این NF-MCها نشان دادند که ناقل های موثری برای تکثیر و تمایز سلولی هستند. علاوه براین، ریز بافت های دارای عملکرد، چشم انداز استفاده از خود در ترمیم بافت غضروفی و پتانسیل شان برای سایر بافت ها را نیز به طور کلی نشان می دهند.

Biomaterials. 2018 Apr 16;171:118-132. doi: 10.1016/j.biomaterials.2018.04.033. [Epub ahead of print]

Fabrication of nanofibrous microcarriers mimicking extracellular matrix for functional microtissue formation and cartilage regeneration.

Wang Y1, Yuan X2, Yu K1, Meng H3, Zheng Y4, Peng J5, Lu S2, Liu X1, Xie Y1, Qiao K1.

Abstract

Cartilage has rather limited capacities for self-repair and regeneration. To repair complexly shaped cartilage tissue defects, we propose the application of microtissues fabricated from bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BMSCs) cultured in natural bionic nanofibrous microcarriers (NF-MCs). The NF-MCs were structurally and functionally designed to mimic natural extracellular matrix (ECM) by crosslinking dialdehyde bacterial cellulose (DBC) with DL-allo-hydroxylysine (DHYL) and complexing chitosan (CS) with DHYL through electrostatic interactions. The orthogonal design allows for fine tuning of fiber diameter, pore size, porosity, mechanical properties, and biodegradation rate of the NF-MC. BMSCs cultured in NF-MCs showed improved proliferation compared with those cultured in chitosan microcarriers (CS-MCs). After three-week culture under microgravity conditions, functional cartilage microtissues were generated. When implanted into a knee articular cartilage defect in mice, the microtissue showed superior in vivo cartilage repair as characterized by cell tracking, histology, micro CT image, and gait analysis. Versatile in natural biopolymer design and biomimetic in nanofibrous component embedded in macroporous microcarriers, these injectable NC-MCs demonstrate to be effective carriers for cell proliferation and differentiation. Furthermore, the functional microtissues also show their prospect in repair of cartilage tissue, and suggest their potential for other tissues in general.

PMID: 29684676
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