رشد یاخته مزانشیمی بر داربست الکتروریسی‌شده پلی‌(وینیل‌الکل)/ نانولوله‌های کربنی چند دیواره در شرایط پویا

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی شیمی، گروه مهندسی پلیمر، صندوق پستی 114-14115

2 تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده علوم پزشکی، گروه علوم تشریح، صندوق پستی 331-14115

10.22063/jipst.2026.35746.2411

چکیده

فرضیه: اجزای اصلی در مهندسی بافت، داربست، سلول‌ها و عوامل رشد هستند، همچنین، استفاده از واکنشگاه زیستی می‌تواند با تقلید فیزیولوژیکی، شباهت بیشتری با شرایط بافت، فراهم کند. فرضیه این پژوهش، اثبات اثر افزایشی شرایط پویا بر چسبندگی، رشد و تکثیر یاخته‌های مزانشیمی کشت‌شده روی داربست رسانای الکتروریسی‌شده است.
روش‌ها: داربست‌های نانوکامپوزیتی بر پایه پلی‌(وینیل‌ الکل) و نانولوله‌های‌کربنی تا 0.3 درصد وزنی به‌روش الکتروریسی تهیه شدند. از تصاویر SEM، برای بررسی آرایش الیاف داربست‌ها و نیز از آزمون خواص مکانیکی و تخلخل‌سنجی برای بررسی خواص استفاده شد. برای شبیه‌سازی شرایط پویا نظیر ضربان قلب، واکنشگاه زیستی خاصی طراحی و ساخته شد. برای بررسی رشد یاخته‌ای از آزمون آکریدین‌نارنجی استفاده شد.
یافته‌ها: تصاویر SEM و آزمون تخلخل‌سنجی، داربست‌های متشکل از نانوالیاف با قطر 60 تا 90 نانومتر با تخلخل بیش از %80 را نشان داد. با اعمال عملیات گرمایی مقدار جذب آب به کمتر از %10 کاهش یافت و نیز زاویه تماس سطح در بازه‌ 31 تا 57 درجه، قرار گرفت که هر دو بیانگر پایداری ساختاری نمونه‌ها در محیط‌های آبی هستند. نتایج آزمون خواص مکانیکی داربست‌ها، نشان‌دهنده‌ افزایش مدول داربست‌ها تا 2 برابر و کاهش ازدیاد طول در نقطه شکست نسبت به داربست خالص بود. نتایج آزمون زنده‌مانی یاخته‌ای، شکل‌شناسی یاخته‌ای به‌کمک SEM و رنگ‌آمیزی آکریدین‌نارنجی پس از 48 ساعت، عدم سمیت داربست‌ها را نشان داد. با مقایسه‌‌ داربست خالص و داربست‌های نانوکامپوزیتی، اثر مثبت رسانایی روی رشد و تکثیر یاخته‌ها قابل مشاهده‌ است. هم‌چنین مقایسه اثر شرایط پویا و ایستا، نشان داد، داربست‌های نانوکامپوزیتی در شرایط پویا، چسبندگی و تکثیر یاخته‌ای بهتری از شرایط ایستا ارائه داده‌اند. میان تمام داربست‌ها، داربست دارای %0.2 وزنی MWCNT، بهترین عملکرد زیستی را نشان داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Mesenchymal Cell Growth on PVA/MWCNT Electrospun Scaffold Under Dynamic Conditions

نویسندگان [English]

  • Narges Pishehvar 1
  • Mehrdad Kokbi 1
  • Shahram Pourbeiranvand 2
1 Polymer Engineering Department, Faculty of Chemical Engineering, Tarbiat Modares University, P.O. Box 14115-114, Tehran, Islamic Republic of Iran.
2 Anatomical Science Department, Faculty of Medical Science, Tarbiat Modares University, P.O. Box 14115-331, Tehran, Islamic Republic of Iran.
چکیده [English]

Hypothesis: The main components in tissue engineering are scaffolds, cells, and growth factors. Also, the use of a bioreactor can provide a greater similarity to tissue conditions by mimicking physiology. The hypothesis of this research is to confirm the synergistic effect of dynamic conditions on the adhesion, growth, and proliferation of mesenchymal cells cultured on a conductive electrospun scaffold.
Methods: Nanocomposite scaffolds based on polyvinyl alcohol and multiwalled carbon nanotubes at concentrations up to 0.3% (by wt) were prepared. SEM images were used to examine the fiber arrangement of the scaffolds, while mechanical and porosimetry tests were employed to assess their characteristics. A special bioreactor was designed and constructed to simulate dynamic conditions such as heart beat. The acridine orange test was used to examine cell growth.
Findings: SEM images revealed the fiber arrangement of nanocomposite scaffolds composed of nanofibers with diameters ranging from 60 to 90 nm, exhibiting a porosity of more than 80%. By applying heat treatment, water absorption decreased to less than 10%, and the contact angle ranged from 31 to 57 degrees, both indicating the structural stability of the samples in aqueous environments. The results of the mechanical properties test of the scaffolds showed an increase in the modulus of the scaffolds up to 2 times and a decrease in the elongation-at-break compared to the pure scaffold. The results of the cell viability test, cell morphology by SEM, and acridine orange cell staining after 48 h, confirmed the non-toxicity of the scaffolds. By comparing on pure scaffolds and nanocomposite scaffolds, the positive effect of conductivity on cell growth and proliferation is evident. Additionally, comparing the impact of dynamic conditions with static conditions reveals that nanocomposite scaffolds under dynamic conditions provided better cell proliferation and adhesion. The scaffold containing 0.2% (by wt) MWCNT exhibited the best biological performance.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Nanocomposite Scaffolds"
  • "Mesenchymal Stem Cells"
  • "Polyvinyl-Alcohol"
  • "Carbon Nanotubes"
  • "Dynamic Conditions"

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار