نانوذره های گرافن اکسید معلق چسبندگی استئوبلاست چند لایه را تسریع می کند
تاریخ انتشار: جمعه 24 شهریور 1396
| امتیاز:
تقلید بافت های استخوانی که ساختارهایی چند لایه ای دارند بدلیل فقدان تکنولوژی هایی که انواع سلول های استئوبلاستی را درون استخوان سازماندهی می کنند، هنوز با چالش معناداری مواجه هستند. یکی از مواد جذاب و امیدوار کننده در زمینه های زیست پزشکی و مهندسی مختلف گرافن و نانوساختارهای مبتنی بر گرافت مانند گرافن اکسید(GO) به دلیل ویژگی های منحصربفردشان است. در اغلب مطالعات، گرافن اکسید با استفاده از روش رسوب بخار شیمیایی(CDV) سنتز می شود و روی یک بستر پوشانده می شود. در این مطالعه، ما تکنیکی ساده را برای سرهم بندی کردن سلول ها پیشنهاد کرده ایم که ساختن ساختارهای شبه استئوبلاستی با استفاده از اکسید گرافن سوسپانس سنتز شده بوسیله پودر گرافیت، H2SO4 و KMnO4 را مقدور می سازد. اثرات سمی گرافن اکسید روی سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی(hMSCs) مشتق از مغز استخوان آنالیز شد. علاوه بر MSCهای طبیعی، اثرات سمی گرافن اکسید روی رده سلولی سرطان انسانی saos-2 به عنوان یک رده سلولی غیر طبیعی(که چندین مشخصه استئوبلاستی دارد) ارزیابی شد.چسبندگی و بیان ژن های سلول های استئوبلاستی بعد از تمایز MSCها به سلول های استئوبلاستی در حضور گرافن اکسید سوسپانس با استفاده از میکروسکوپ الکترونی نگاره(SEM) و real time PCR ارزیابی شد. ما دریافتیم که اثرات سمی گرافن اکسید وابسته به دوز است و در محیط تمایزی حاوی گرافن اکسید معلق، سطح بیان ژن های استئوبلاستی استئوپونتین و استئوکلسین و مارکرهای چسبندگی سلولی کانکسین در مقایسه با گروه کنترل بالاتر بود. جالب تر این که از طریق این روش مشخص شد که گرافن اکسید مورفولوژی سلول های استئوبلاستی چند لایه را القا می کند و تعداد لایه های سلولی را تقویت می کند. ما انتظار داریم که روش حاضر تبدیل به رویکردی بسیار مفید برای مهندسی بافت استخوان شود.
J Biomed Mater Res A. 2017 Sep 10. doi: 10.1002/jbm.a.36231. [Epub ahead of print]
Suspended Graphene Oxide Nanoparticle for Accelerated Multilayer Osteoblast Attachment.
Foroutan T1, Nazemi N1, Tavana M1, Kassaee MZ2, Motamedi E3, Soieshargh S1, Zare Zardini H4.
Abstract
Mimicking bone tissues having layered structures is still a significant challenge because of the lack of technologies to assemble osteoblast cell types into bone structures. One of the promising and attractive materials in biomedical and different engineering fields is graphene and graphene-based nanostructures such as graphene oxide (GO) because of their unique properties. In most studies, GO was synthesized using chemical vapor deposition (CDV) method, and was coated on the substrate. In this study, we proposed a simple technique for assembly of cells that facilitates the construction of osteoblast -like structures using suspended GO synthesized by graphite powder, H2SO4, and KMnO4.Toxicity effects of GO on human mesenchymal stem cells (hMSCs) derived from bone marrow were analyzed. In addition to normal MSCs, toxicity effects of GO on human cancer cell line saos-2 as an abnormal cell line that possess several osteoblastic features, was examined. The attachment and expression of osteoblast cells genes were evaluated after differentiation of MSCs to osteoblast cells in presence of suspended GO by scanning electron microscopy (SEM) and real time PCR. We found that the toxicity effects of GO are dose dependent and in oseogenic medium containing suspended GO the expression level of osteoblast genes osteopontin and osteocalcin and cell adhesion markers connexin were higher than control group. Interestingly, through this method GO was found to induce multilayer osteoblast cell morphology and enhance the number of cell layer. We expect that the presented method would become a highly useful approach for bone tissue engineering. This article is protected by copyright. All rights reserved.
© 2017 Wiley Periodicals, Inc.
PMID: 28891194