چسبندگی، تکثیر و تمایز استخوانی MSCهای انسانی کشت شده تحت شرایط پرفیوژن با یک ناقل اکسیژن دریابی روی یک جایگزین استخوانی آلوژن
تاریخ انتشار: پنجشنبه 23 شهریور 1396
| امتیاز:
استراتژی مهندسی بافت برای بهینه سازی تلفیق شدن استخوانی در جراحی ایمپلنت دندانی ایجاد شده اند. یکی از بزرگ ترین مشکلات، پراکنش فضایی غیر یکدست سلولی در داربست و هم چنین تولید ماتریکس بعد از آن است. منابع غیر کافی مواد غذایی و اکسیژن درون داربست، فاکتورهای دخیل در این فرایند هستند. برای وساطت تشکیل این شیب، ما یک روش کشت پرفیوژن را برای کشت سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان انسانی(MSCs) درون داربست های استخوانی آلوژن سه بعدی در ترکیب با هموگلوبین دریایی(HEMOXCell®) برای انتقال اکسیژن به کار بردیم. کشت سلول تحت شرایط استاتیک و پرفیوژن و با محیط استاندارد و استخوان زا، با یا بدون HEMOXCell® صورت گرفت. کارایی کشت سلول ها و هم چنین زیست سازگاری سلولی MSC/داربست با استفاده از تست های زیستایی و تکثیری ارزیابی شد. سلول دار شدن داربست و تشکیل ماتریکس خارج سلولی(ECM) با استفاده از میکروسکوپ الکترونی نگاره و رنگ آمیزی بافتی آنالیز شد. تمایز سلولی با آنالیز بیان ژن های بیومارکر استخوان زایی بررسی شد. مشاهده شد که کشت پرفیوژن به طور قابل توجهی تکثیر سلول های بنیادی مزانشیمی و تمایز را در سرتاسر داربست بویژه زمانی که از محیط القایی w/HEMOXCell® استفاده شد، افزایش داد. داده های ما پیشنهاد می کند که کشت پرفیوژن سلول های بنیادی مزانشیمی درون جایگزین های استخوانی آلوژن با به عنوان یک ناقل اکسیژن طبیعی برای کاربرد مهندسی بافت در نواحی هیپوکسی از نظر اکسیژن و بیشبرد تکثیر سلولی امیدوار کننده است.
Artif Cells Nanomed Biotechnol. 2017 Aug 22:1-13. doi: 10.1080/21691401.2017.1365724. [Epub ahead of print]
Adhesion, proliferation and osteogenic differentiation of human MSCs cultured under perfusion with a marine oxygen carrier on an allogenic bone substitute.
Le Pape F1,2, Richard G1,3, Porchet E1, Sourice S4,5, Dubrana F6, Férec C1,3,6, Polard V2, Pace R4, Weiss P4, Zal F2, Delépine P1,3, Leize E1,7.
Abstract
Tissue engineering strategies have been developed to optimize osseointegration in dental implant surgery. One of the major problems is the non-homogeneous spatial cell distribution in the scaffold, as well as subsequent matrix production. Insufficient nutrient and oxygen supplies inside the scaffold are factors in this phenomenon. To mediate this gradient formation, we have implemented a perfusion culture method to seed human bone marrow mesenchymal stem cells (MSCs) into three-dimensional (3-D)-allogenic bone scaffolds in combination with a marine haemoglobin, HEMOXCell®, for oxygen delivery. Cell culture was performed under static and perfusion conditions, with standard and osteogenic media, with and without HEMOXCell®. The cell seeding efficiency, as well as MSC/scaffold cytocompatibly were assessed using viability and proliferation assays. Scaffolds' cellularization and extracellular matrix (ECM) formation were analyzed using scanning electron microscopy and histological staining. Cell differentiation was investigated with osteogenic biomarkers gene expression analysis. The perfusion culture was observed to significantly promote MSC proliferation and differentiation throughout the scaffolds, especially when using the induction medium w/HEMOXCell®. Our data suggest that perfusion culture of MSC into allogenic bone substitute with HEMOXCell® as a natural oxygen carrier is promising for tissue engineering applications to oxygenate hypoxic areas and to promote cellular proliferation.
PMID: 28830269