پتانسیل تمایز استخوانی سلول های بنیادی مزانشیمی کشت شده روی داربست نانوفیبری در حضور میدان الکترومغناطیسی پالسی بهبود یافت
تاریخ انتشار: جمعه 22 اردیبهشت 1396
| امتیاز:
امروزه، مهندسی بافت با استفاده از سلول های بنیادی در ترکیب با داربست ها و مولکول های زیست فعال نقش مهمی در بازسازی بافت های استخوانی آسیب دیده بازی می کند. از آن جایی که استفاده از مولکول های زیست فعال شامل فاکتورهای رشد برای القای تمایز در کاربردهای بالینی از ایمنی کمی برخوردارند و پیش از این نیز مشاهده شده بود فرکانس بی نهایت پایین میدان الکترومغناطیسی پالسی(PEMF) می تواند در تقویت نرخ تکثیر و تمایز استخوانی سلول های بنیادی موثر باشد، هدف این مطالعه بررسی پتانسیل القای استخوانی PEMF در ترکیب با داربست نانوفیبری پلی کاپرولاکتون(PCL) بود. برای رسیدن به این هدف، سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از بافت چربی(ADSCs) جداسازی شده و ویژگی یابی شد و سپس تمایز استخوانی آن ها بعد از کشت روی سطح داربست PCL و تحت تیمار با PEMF، PEMF و محیط استخوان زا(OM) و محیط استخوان زا بررسی شد. آنالیز مارکرهای استخوان زایی معمولی مانند رنگ آمیزی آلیزارین رد، فعالیت ALP، محتوای کلسیمی و چهار ژن مهم مربوط به استخوان در روزهای 7،14 و 21 ،ثابت کرد اثرات PEMF روی تمایز استخوانی ADSCها بسیار شبیه اثرات محیط استخوان زا است. بنابراین، با توجه به نگرانی های ایمنولوژیک در مورد به کار بردن مولکول های زیست فعال برای مهندسی بافت، PEMF می تواند جایگزین مناسبی برای محیط استخوان زا باشد. نتایج اثر سینرژیکی را برای کاربرد هم زمان PEMF و داربست PCL در فرایند استخوان زایی ADSC نشان می دهد. در مجموع، سلول های بنیادی مزانشیمی بافت چربی کشت شده روی داربست نانوفیبری PCL در ترکیب با PEMF می تواند گزینه بزرگی برای استفاده در مهندسی بافت استخوان باشد.
J Cell Physiol. 2017 Apr 17. doi: 10.1002/jcp.25962. [Epub ahead of print]
Osteogenic differentiation Potential of Mesenchymal Stem Cells cultured on Nanofibrous Scaffold Improved in the Presence of Pulsed Electromagnetic Field.
Arjmand M1,2, Ardeshirylajimi A3, Maghsoudi H4, Azadian E2.
Abstract
Nowadays, tissue engineering by using stem cells in combination with scaffolds and bioactive molecules has made significant contributions to the regeneration of damaged bone tissues. Since the usage of bioactive molecules including, growth factors to induce differentiation is safety limited in clinical applications, and it has also been previously observed that extremely low frequency pulsed electromagnetic fields (PEMF) can be effective in the enhancement of proliferation rate and osteogenic differentiation of stem cells, the aim of this study was investigating the osteoinductive potential of PEMF in combination with Poly(caprolactone) (PCL) nanofibrous scaffold. To achieve this aim, Adipose-derived mesenchymal stem cells (ADSCs) isolated and characterized and then osteogenic differentiation of them was investigated after culturing on the surface of PCL scaffold under treatments of PEMF, PEMF plus osteogenic medium (OM) and OM. Analysis of common osteogenic markers such as Alizarin red staining, ALP activity, calcium content and four important bone-related genes in days of 7, 14 and 21 confirmed that the effects of PEMF on the osteogenic differentiation of ADSCs are very similar to the effects of osteogenic medium. Thus, regarding the immunological concerns about the application of bioactive molecules for tissue engineering, PEMF could be a good alternative for osteogenic medium. Although, results were showed a synergetic effect for simultaneous application of PEMF and PCL scaffold in the osteogenesis process of ADSCs. Taking together, ADSCs-seeded PCL nanofibrous scaffold in combination with PEMF could be a great option for use in bone tissue engineering applications. This article is protected by copyright. All rights reserved.
PMID: 28419435