داربست از نظر زیستی دارای عملکرد در ترمیم بافت استخوان
تاریخ انتشار: چهارشنبه 15 فروردین 1397
| امتیاز:
مهندسی بافت استخوان بر گرافت استخوان برای ترمیم نواقص استخوانی مبتنی است. جایگزین های گرافت استخوانی می توانند با اضافه شدن به سلول های بنیادی مزانشیمی(MSCs) برای تقویت سرعت و کیفیت بازسازی نقص استخوان استفاده شوند. سکرتوم سلول های بنیادی حاوی فاکتورهای رشد و سیتوکین های زیادی است که می تواند روی مشخصه ها و رفتارهای سلولی اثر بگذارند. محیط شرطی(CM) می تواند در بازسازی بافتی استفاده شده و مانع از چندین مشکل مربوط به استفاده مستقیم از سلول های بنیادی مزانشیمی شوند. در این مطالعه، ما اثر سلول های بنیادی لیگامنت پریودنتال انسانی(hPDLSCs) و محیط شرطی آن ها روی بازسازی استخوان را با استفاده از یک داربست غشای از نظر تجاری در دسترس(تحت نام Evolution یا EVO) و ایمپلنت شده در جمجمه رت ها ارزیابی کردیم. داربست EVO به تنهایی یا EVO+hPDLSCs با یا بدون محیط شرطی در رت های نر ویستاری که دچار نقص جمجمه ای شده بودند، ایمپلنت شد. نتایج درون تنی نشان داد که غشای EVO غنی سازی شده با سلول های بنیادی لیگامنت پریودنتال انسانی و محیط شرطی، توانایی استخوان زایی بهتری را برای ترمیم نقص جمجمه نشان دادند. این نتایج بوسیله تصویربرداری توموگرافی کامپیوتری میکرو(CT) بدست آمده ثابت شد و سطح استئوپونتین را افزایش داد. علاوه براین، RT-PCR آزمایشگاهی نشان داد که تنظیم افزایشی سه ژن COL5A1، COL16A1 و TGFβ1 و تنظیم کاهشی 26 ژن در بازسازی استخوانی دخیل است. این نتایج کاربرد بالقوه امیدوار کننده محیط شرطی سلول های بنیادی لیگامنت پریودنتال انسانی و داربست ها را برای احیای نقص استخوانی و بویژه ترمیم جمجمه ای در زمان تروما نشان می دهد.
Int J Mol Sci. 2018 Mar 29;19(4). pii: E1022. doi: 10.3390/ijms19041022.
Biofunctionalized Scaffold in Bone Tissue Repair.
Diomede F1, D'Aurora M2, Gugliandolo A3, Merciaro I4, Orsini T5, Gatta V6, Piattelli A7, Trubiani O8, Mazzon E9.
Abstract
Bone tissue engineering is based on bone grafting to repair bone defects. Bone graft substitutes can contribute to the addition of mesenchymal stem cells (MSCs) in order to enhance the rate and the quality of defect regeneration. The stem cell secretome contains many growth factors and chemokines, which could affect cellular characteristics and behavior. Conditioned medium (CM) could be used in tissue regeneration avoiding several problems linked to the direct use of MSCs. In this study, we investigated the effect of human periodontal ligament stem cells (hPDLSCs) and their CM on bone regeneration using a commercially available membrane scaffold Evolution (EVO) implanted in rat calvarias. EVO alone or EVO + hPDLSCs with or without CM were implanted in Wistar male rats subjected to calvarial defects. The in vivo results revealed that EVO membrane enriched with hPDLSCs and CM showed a better osteogenic ability to repair the calvarial defect. These results were confirmed by acquired micro-computed tomography (CT) images and the increased osteopontin levels. Moreover, RT-PCR in vitro revealed the upregulation of three genes (Collagen (COL)5A1, COL16A1 and transforming growth factor (TGF)β1) and the down regulation of 26 genes involved in bone regeneration. These results suggest a promising potential application of CM from hPDLSCs and scaffolds for bone defect restoration and in particular for calvarial repair in case of trauma.
PMID: 29596323