داربست های کامپوزیت نانوفیبری رسانای مبتنی بر نانوذره های پلی آنیلین شکل یافته در in situ و پلی لاکتید برای بازسازی استخوانی
تاریخ انتشار: جمعه 22 دی 1396
| امتیاز:
پلیمرهای رسانا و داربست های پلی لاکتید(PLA) زیست تخریب پذیر، هر دو زیست مواد امیدوار کننده ای برای کاربرد در مهندسی بافت استخوان هستند. تولید داربست کامپوزیتی که ویژگی شان در پیشبرد تمایز استخوانی و ماتریکس سه بعدی را ترکیب کنند، لزومی است. برای فائق آمدن بر مشکل فرآوری پلیمرهای رسانا، ما روش جداسازی جدید القایی پلیمریزاسیون/دمایی in situ را برای ساخت داربست های PLA نانوفیبری رسانا با نانوساختارهای پلی آنیلین به خوبی پخش شده(PANI) را مورد استفاده قرار دادیم. یک تکنیک آماده سازی ساده احتمال تولید انبوه این داربست های کامپوزیت نانوفیبری رسانا را فراهم می کند. ساختار و محتوای داربست نانوفیبرهای پلی آنیلین شکل گرفته در in situ به صورت سراسری با H NMR، FT-IR، XPS، TGA، SEM و UV-vis و ویژگی های رسانایی/الکتروشیمیایی داربست های کامپوزیت از طریق نسبت های متنوع آنیلین به PLA کنترل شد. در این میان، زیست سازگاری سلولی مناسب این داربست های کامپوزیتی بوسیله کشت سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از مغز استخوان(BMSCs) روی آن ها ارزیابی شد. اثر داربست های نانوفیبری رسانا روی تمایز استخوان با سطح بیان آلکالین فسفاتاز(Alp)، استئوکلسین(Ocn) و Runx2 طی کشت BMSCها به مدت سه هفته مورد مطالعه قرار گرفت. معنی شدن کلسیمی BMSCها بوسیله رنگ آمیزی آلیزارین رد تعیین شد. این نتایج نشان داد یک محتوای متوسط از PANI در داربست های نانوفیبری رسانا، تمایز استخوانی BMSCها برای مهندسی بافت استخوان را افزایش می دهد.
J Colloid Interface Sci. 2017 Dec 24;514:517-527. doi: 10.1016/j.jcis.2017.12.062. [Epub ahead of print]
Conductive nanofibrous composite scaffolds based on in-situ formed polyaniline nanoparticle and polylactide for bone regeneration.
Chen J1, Yu M2, Guo B3, Ma PX4, Yin Z5.
Abstract
Conducting polymers and biodegradable polylactide (PLA) scaffolds are both promising biomaterials applied in bone tissue engineering. It is necessary to develop a composite scaffold combining their properties of osteogenic differentiation promotion and three-dimension matrix. To conquer the problem of poor processability of conductive polymers, we use a novel in-situ polymerization/thermal induced phase separation (TIPS) method to fabricate conductive nanofibrous PLA scaffolds with well-distributed polyaniline (PANI) nano-structures. The simple preparation technique provides the possibility to scale-up production of these conductive nanofibrous composite scaffolds. The scaffold structure and content of in-situ formed polyaniline nanoparticles was thoroughly characterized with 1H NMR, FT-IR, XPS, TGA, SEM and UV-vis, and the conductivity/electrochemical properties of the composite scaffolds were controlled with varied feed ratios of aniline to PLA. Meanwhile, the good cytocompatibility of these composite scaffolds was evaluated by culturing bone marrow derived mesenchymal stem cells (BMSCs) on them. The effect of conductive nanofibrous scaffolds on osteogenic differentiation was studied with expression levels of alkaline phosphatase (Alp), osteocalcin (Ocn) and runt-related transcription factor 2 (Runx2) during the culture of BMSCs for three weeks. The calcium mineralization of BMSCs is determined by alizarin red staining. These results indicated that a moderate content of PANI in the conductive nanofibrous scaffolds significantly promoted osteogenic differentiation of BMSCs for engineering bone tissues.
PMID: 29289734