مدل سازی مبتنی بر فاکتور رشد برای تمایز استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی در زیست مواد متخلخل

تاریخ انتشار: یکشنبه 21 دی 1393 | امتیاز: Article Rating

سلول های بنیادی مزانشیمی (MSC) با توجه به توانایی های بالقوه آنها درتمایز به بافت های مزانشیمی مانند  استخوان، غضروف و سلولهای چربی و آزادسازی پروتئین هایی برای پیشبرد بازسازی بافت، امیدهایی را در کاربردهای مهندسی بافت نشان داده اند. یکی از کاربردهای آنها کشت سلول های بنیادی مزانشیمی در داربست های زیست مواد برای پیشبرد استخوان سازی در ترمیم نقایص استخوانی به دنبال پیوند است. با این حال، پیش بینی بقا و تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی در زیست مواد و داخل بدن چالش برانگیزاست. عروق زایی سریع و با ثبات داربست ها برای تامین مواد مغذی و اکسیژن مورد نیاز سلول های بنیادی مزانشیمی به منظور بقا و همچنین تمایز استخوانی آنها مورد نیاز است. هدف از این مطالعه توسعه مدلی برپایه فاکتورهای رشد و شبیه سازی است که بتواند به منظور بررسی اثرات استفاده از شیب غلظت فاکتورهای رشد در بقا و تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی کشت یافته در داربست مورد استفاده قرار گیرد. مدل مبتنی برفاکتور رشد برای شبیه سازی رفتار سلول های بنیادی مزانشیمی توسعه یافته است. اثر فاکتور رشد اندوتلیالی (VEGF)  و پروتئین ریخت زای استخوان -2  (BMP-2)  بر بقا و تمایز استخوانی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان داد که میزان بقای سلول های بنیادی مزانشیمی می تواند با افزایش غلظت VEGF افزایش یابد. BMP-2 باعث افزایش اندک میزان بقا شد. استخوان زایی به میزان بسیار زیادی به غلظت VEGF به دلیل اثر آن برعروق زایی بستگی داشت و همچنین BMP-2 تمایز استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی را افزایش داد.

Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2014 Aug;2014:2924-2927.

Agent-based modeling of osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells in porous biomaterials.

Bayrak ESMehdizadeh HAkar BSomo SIBrey EMCinar A.

Abstract

Mesenchymal stem cells (MSC) have shown promise in tissue engineering applications due to their potential for differentiating into mesenchymaltissues such as osteocytes, chondrocytes, and adipocytes and releasing proteins to promote tissue regeneration. One application involves seeding MSCs in biomaterial scaffolds to promote osteogenesis in the repair of bone defects following implantation. However, predicting in vivo survival and differentiation of MSCs in biomaterials is challenging. Rapid and stable vascularization of scaffolds is required to supply nutrients and oxygen that MSCs need to survive as well as to go through osteogenic differentiation. The objective of this study is to develop an agent-based model and simulator that can be used to investigate the effects of using gradient growth factors on survival and differentiation of MSCs seeded in scaffolds. An agent-based model is developed to simulate the MSC behavior. The effect of vascular endothelial growth factor (VEGF) and bone morphogenic protein-2 (BMP-2) on both survival and osteogenic differentiation is studied. Results showed that the survival ratio of MSCs can be enhanced by increasing VEGF concentration. BMP-2 caused a slight increase on survival ratio. Osteogenesis strongly depends on the VEGF concentration as well because of its effect on vascularization. BMP-2 increased the osteogenic differentiation of MSCs.

PMID: 25570603
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