تولید داربست های نانولیفی بر پایه پلی‌کاپرولاکتون- کیتوسان- پلی‌وینیل الکل برای مهندسی بافت پوست

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 تهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی نساجی، صندوق پستی ۴۴۱۳-۱۵۸۷۵

2 تهران، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی ایران، دانشکده پزشکی، گروه آناتومی

3 تهران، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی و درمانی ایران، دانشکده پیراپزشکی، گروه بیوتکنولوژی

چکیده

امروزه استفاده از مخلوط پلیمرهای طبیعی و سنتزی در تولید داربست­‌های زیستی به دلیل قابلیت دستیابی به ویژگی‌­های مطلوب، بسیار مورد توجه پژوهشگران قرار گفته است. در این پژوهش، داربست­‌های نانولیفی مخلوط پلی­‌کاپرولاکتون- کیتوسان- پلی­‌وینیل‌ ­الکل از محلول مخلوط پلیمرها با نسبت 2: 1: 5/1 به روش الکتروریسی تهیه شد. بررسی‌های میکروسکوپ الکترونی نشا‌ن‌دهنده دستیابی به نانوالیافی با قطر متوسط nm 21±136  و شکل شناسی بسیار یکنواخت بدون دانه‌تسبیحی است. آزمون­‌های استحکام کششی و اندازه‌­گیری زاویه تماس روی شبکه نانولیفی نشان می­‌دهد، اضافه­ شدن پلی­‌کاپرولاکتون سبب بهبود خواص مکانیکی و فیزیکی شبکه حاصل می‌­شود. به عنوان یک نتیجه، افزودن پلی­‌کاپرولاکتون به مخلوط سبب حفظ تمامیت فیزیکی شبکه حاصل در محیط آبی بدن شده است. برای بررسی مقدار زیست‌­سازگاری و بررسی خواص زیستی داربست تولید شده،
سلول­‌های فیبروبلاست روی نمونه‌­های مدنظر کشت داده شدند. نتایج آزمون­‌های زیستی نشان­‌دهنده سلول سازگاری بسیار عالی داربست­‌های نانولیفی حاصل بوده است. در بحث مهندسی بافت، روی نیمی از داربست­‌ها سلول­‌های بنیادی مزانشیمی بند ناف انسانی کاشته شده است. برای بررسی چگونگی اثربخشی داربست­‌های حاصل در ترمیم زخم، مطالعات بالینی بر پوست پشت موش‌­های صحرایی با بررسی ترمیم زخم­‌های برشی تمام عمق انجام شده است. نتایج پاتولوژی نشان­‌دهنده اثر بخشی بسیار مناسب داربست­‌های نانولیفی در مقایسه با نمونه‌­های کنترل (بدون داربست) است. زخم­ های ترمیم شده با داربست در روز دهم پس از جراحی به حد نهایی ترمیم رسیدند، در­حالی­ که زخم­ های گروه کنترل پس از 15 روز به این حد ترمیم دست یافتند. همچنین، اثر بهبود داربست­ های با سلول بنیادی در مقایسه با داربست ­های بدون سلول به دلیل قابلیت کلاژن­ سازی
سلول­ های بنیادی بهتر بوده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Nanofibrous Scaffolds based on Poly(caprolactone)/Chitosan/Poly(vinyl alcohol) Blend for Skin Tissue Engineering

نویسندگان [English]

  • Adeleh Gholipour-Kanani 1
  • Seyed Hajir Bahrami 1
  • Mohammad Taghi Joghataie 2
  • Ali Samadikuchaksaraei 3
1 Textile Engineering Department, Amirkabir University of Technology, P.O. Box: 15875-4413, Tehran, Iran
2 Anatomy Group, Medical Faculty, Iran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
3 Department of Medical Biotechnology, Faculty of Allied Medicine, Iran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
چکیده [English]

Nowadays, blending of natural and synthetic polymers has attracted a considerable interest in tissue engineering for reaching desirable properties. In this study, blend nanofibrous scaffolds were electrospun from poly(caprolactone)/chitosan/poly(vinyl alcohol) blend solutions in 2: 1: 1.5 mass ratio. SEM results showed that uniform and bead-less nanofibers with 136±21nm average diameter were obtained from electrospun poly(caprolactone)/chitosan/poly(vinyl alcohol) blend solutions. Tensile strength test and contact angle measurement demonstrated that addition of PCL led to higher mechanical and physical properties of the resulting web. As a result, addition of PCL in the blend supported the web physical integration in aqueous media of body. Fibroblast cells were cultured on nanofibrous webs to investigate web biocompatibility. The biological results showed appropriate biological properties for the produced nanofibrous webs. Tissue engineered scaffolds were prepared by seeding mesenchymal stem cells on half of the scaffolds. In vivo studies were carried out to investigate the effect of scaffolds on healing of excisional cutting wounds created on the back of the rats. From pathological studies, wounds treated with scaffolds (both acellular and cell-seeded ones) showed better healing compared with control specimens. The results showed that wounds acquired complete healing by the scaffolds within 10-day of post operation, while control wounds achieved healing after 15 days of post surgery operation. It is notable that, cell-seeded-scaffold-treated-wounds showed best healing process due to stem cells ability for collagen regeneration.