کمپوزیت قابل تزریق نانوذره/هیدروژل به عنوان یک سیستم رهایش حفظ شده با فاکتور مشتق از سلول های استرومالی یک آلفا(SDF-1α) برای بازسازی استخوان جمجمه
تاریخ انتشار: چهارشنبه 23 فروردین 1396
| امتیاز:
ترمیم نقص های استخوان جمجمه ای چهره ای به دلیل آناتومی پیچیده اسکلت جمجمه ای چهره ای برای جراحان به صورت یک چالش در آمده است. فاکتور SDF-1α یک شیموکین مهم است که نقش حیاتی مهمی را در خانه گزینی سلول های بنیادی مزانشیمی(MSCs) بازی می کند و این در حالی است که کاستی هایی نیز به دلیل نیمه عمر کوتاه و تجزیه راحت بوسیله آنزیم ها وجود دارد که کارایی آن را نسبتا کاهش می دهد. در این کار، SDF-1α/کیتوسان/نانوذره های کربوکسی میمتی-کیتوسان(SDF-1α/CS/CMCS/NPs) آماده سازی شد و بوسیله پارامترهای مختلفی مانند مورفولوژی- اندازه ذرات، پتانسیل زتا، کارایی بارگیری و ویژگی های آزاد سازی از هیدروژل های کیتوسان حساس به دما/ نمک دی سدیم فسفات بتا گلیسرول(CS/GP) سنجیده شد. SDF-1α کپسوله شده در CS/CMCS NPsدرون هیدروژل های CS/GP اثرات ازادسازی به طور قابل توجه پایداری را نشان داد. آزادسازی تجمعی . SDF-1α طی 28 روز تنها 40 درصد بود . داده های مربوط به مدل های نقص جمجمه ای رتی نشان داد که گروه SDF-1/CS/CMCS NPs قالب گیری شده در هیدروژل ها (38.5±4.5%)در مقایسه با SDF-1 قالب گیری شده در هیدروژل ها(26.3±7.25%,p<0.05) و گروه کنترل(8.64±4.8%,p<0.01) می تواند به طور معنی داری تشکیل استخوان جدید را افزایش دهد. داده های بافتی نیز این تفاوت را ثابت کرد. این مطالعه کاربردهای بالقوه هیدروژل های قابل تزریق نانوذره ای برای رهایش حفظ شده SDF-1α روی بازسازی بافت استخوانی را نشان می دهد.
Int J Biol Macromol. 2017 Mar 19. pii: S0141-8130(16)32598-3. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2017.03.098. [Epub ahead of print]
Injectable nanoparticles/hydrogels composite as sustained release system with stromal cell-derived factor-1α for calvarial bone regeneration.
Mi L1, Liu H2, Gao Y2, Miao H3, Ruan J4.
Abstract
Repair of craniofacial bony defects remains a challenge for surgeons due to the delicate and complex anatomy of the craniofacial skeleton. Stromal cell-derived factor-1α (SDF-1α) is an important chemokine which plays a critical role in the homing of mesenchymal stem cells (MSC), while, the shortcomings including short half-life and easy degradation by enzymes made it in relatively low efficacy. In this work, SDF-1α/chitosan/carboxymeymethy-chitosan nanoparticles (SDF-1α/CS/CMCS NPs) were prepared and characterized for various parameters including morphology, particle size, zeta potential, loading efficiency and the release characteristics from thermosensitive chitosan/β-glycerol phosphate disodium salt (CS/GP) hydrogels. The SDF-1α encapsulated in CS/CMCS NPs within CS/GP hydrogels showed significantly sustained release effect. The cumulative release of SDF-1α was only 40% during 28 d. The data from rat calvarial defects model revealed that the SDF-1α/CS/CMCS NPs embedded hydrogels group could significantly promote the new bone formation (38.5 ±4.5%), compared to that of the SDF-1α embedded hydrogels group (26.3±7.25%, p<0.05) and the control group (8.64±4.8%, p<0.01). Histological data also confirmed this difference. This study demonstrated the potential applications of nanoparticulate injectable hydrogels for sustained release SDF-1α on bone tissue regeneration.
PMID: 28330754