مقایسه استخوان سلول زدایی شده گاوی و انسانی برای گرافت های استخوانی مهندسی شده با سلول های iPS انسانی
تاریخ انتشار: چهارشنبه 21 شهریور 1397
| امتیاز:
مهندسی استخوان، رشد مقادیر نامحدود از محصولات بافتی قابل کاربرد برای پژوهش های پایه و کاربردی و هم چنین کاربردهای پزشکی را مقدور می سازد. تمایل کلی در مهندسی بافت استفاده از ماتریکس های بافتی سلول زدایی شده به عنوان مواد داربستی است که مشخصه های ساختاری، مکانیکی و زیستی خاص بافت اصلی را نشان می دهند. به دلیل دسترس پذیری محدود و قیمت بالای نمونه های انسانی، ماتریکس استخوانی سلول زدایی شده مشخصا از منابع حیوانی گرفته می شوند. با این حال مشخص نیست که آیا تفاوت های بین گونه ای در پارامترهای بافتی روی کیفیت گرافت های بافتی که با استفاده از سلول های بنیادی انسانی مهندسی می شوند اثر می گذارد یا خیر. در مطالعه حاضر، داربست های استخوانی سلول زدایی شده گاوی و انسانی برای مهندسی گرافت های استخوانی با استفاده از سلول های پیش ساز مزودرمی مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی مقایسه شدند. بعد از کشت سلول روی آن ها، داربست های سلول-داربست برای پنج هفته در محیط استخوانی و تحت شرایط دینامیک در بیورآکتورهای پرفیوژن کشت شدند. ویژگی های ساختاری و شیمیایی داربست ها با استفاده از تکنیک های میکروسکوپی، اسپکتروسکوپی و دما-گرانش سنجی مطالعه شد، در حالی که رفتار سلولی و تشکیل بافت معدنی با استفاده از ترکیبی از سنجش های مولکولی، روش های بافت شناسی و تکنیک های تصویربرداری ارزیابی شد. نتایج نشان داد که در حالی که داربست های مشتق از استخوان گاو و انسان تاحدی از نظر ساختار و ترکیب با هم متفاوت هستند، هر دو به یک اندازه زنده مانی سلولی، رشد بافت و تشکیل ماتریکس استخوانی معدنی شده را حمایت می کنند. در مجموع، نتایج نشان داد که داربست های مشتق از استخوان گاو، جایگزین مناسب و مطمئنی را برای مهندسی گرافت های استخوانی انسانی برای کاربردهای متنوع زیست پزشکی ارائه می دهند.
Tissue Eng Part A. 2018 Aug 21. doi: 10.1089/ten.TEA.2018.0149. [Epub ahead of print]
Comparison of Decellularized Cow and Human Bone for Engineering Bone Grafts with human iPS cells.
Sladkova M1, Cheng JJ2, Palmer M3, Chen S4, Lin C5, Xia W6, Yu YE7, Zhou B8, Engqvist H9, de Peppo GM10.
Abstract
Bone engineering makes it possible to grow unlimited amounts of viable tissue products for basic and applied research, and for clinical applications. A common trend in tissue engineering is the use of decellularized tissue matrices as scaffolding materials, which display structural, mechanical, and biological attributes typical of the native tissue. Due to the limited availability and high cost of human samples, decellularized tissue matrices are typically derived from animal sources. It is unclear, however, whether interspecies differences in tissue parameters will influence the quality of tissue grafts that are engineered using human stem cells. In the present study, decellularized cow and human bone scaffolds were compared for engineering bone grafts using human induced pluripotent stem cell-derived mesodermal progenitor cells. After seeding, the cell-scaffold constructs were cultured for five weeks in osteogenic medium under dynamic conditions in perfusion bioreactors. The architectural and chemical properties of the scaffolds were studied using microscopic, spectroscopic, and thermogravimetric techniques, while cell behavior and formation of mineralized tissue were assessed using a combination of molecular assays, histological methods and imaging technologies. The results show that while scaffolds derived from cow and human bone differ somewhat in architecture and composition, both equally support cell viability, tissue growth and formation of a mineralized bone matrix. Taken together, the results suggest that scaffolds derived from cow bone represent a suitable and convenient alternative to engineer human bone grafts for various biomedical applications.
PMID: 30129897