مهندسی بافت استخوان با استفاده از ترکیب کامپوزیت پلیمر / بایوگلاس و سلول های بنیادی مشتق از بافت چربی انسان
پژوهش های قابل تعمیم در مهندسی بافت استخوان برای تبدیل مرحله "تجربی به بالینی" دربیماران ضروری است. با این حال، ترکیبی ایده آل از سلول های بنیادی و داربست های زیست ماده برای ترمیم / بازسازی استخوان هنوز مشخص نیست. هدف از این مطالعه بررسی ظرفیت استخوان زایی ترکیبی از فوم متخلخل پلی DL - اسید لاکتیک (PDLLA) حاوی 5٪ وزنی و 40 درصد وزنی ذرات بایوگلاس با سلول های بنیادی مشتق از بافت چربی انسان (ADSC) در شرایط آزمایشگاهی و در داخل بدن است. نشانگرهای فلورسنت زنده / مرده، میکروسکوپ کانفوکال و میکروسکوپ الکترونی اسکنینگ نشان داد که داربست متخلخل PDLLA / بایوگلاس، از اتصال ، رشد و تمایزبه استخوان سلول های بنیادی بافت چربی حمایت می کند که با افزایش فعالیت آلکالین فسفاتازی (ALP) نیز تایید شد. افزایش مقداربایوگلاس در فوم PDLLA سبب افزایش فعالیت ALP در مقایسه با گروه محتوی PDLLA شد. رسوب ماتریکس خارج سلولی پس از 8 هفته در شرایط آزمایشگاهی کشت توسط رنگ آمیزی آلسین آبی / سیریس قرمز قابل مشاهده بود. تشکیل استخوان درداخل بدن با استفاده از ساختار داربست / ADSC در چاهک های قابل انتشارکه به صورت داخل صفاقی به موش های فاقد سیستم ایمنی پیوند شده و پس از 8 هفته بهبود یافته بودند، مورد بررسی قرار گرفت. روشهای بافت شناسی و ایمونوهیستوشیمی تشکل قابل توجه استخوان را درساختارهای با 40 درصد و 5 درصد وزنی بایوگلاس در مقایسه با PDLLA تنها نشان داد. بنابراین، ترکیبی از یک داربست کامپوزیت به خوبی توسعه یافته تجزیه پذیرو زیست فعال متخلخل PDLLA / بایوگلاس با منبع سلول های بنیادی با پتانسیل بالا (ADSC) می تواند روشی امیدبخش برای بازسازی استخوان در یک موقعیت بالینی باشد.

Cell Tissue Res. 2014 Jan 10. [Epub ahead of print]

Bone tissue engineering by using a combination of polymer/Bioglass composites with human adipose-derived stem cells.

Lu W, Ji K, Kirkham J, Yan Y, Boccaccini AR, Kellett M, Jin Y, Yang XB.

Abstract

Translational research in bone tissue engineering is essential for "bench to bedside" patient benefit. However, the ideal combination of stem cells and biomaterial scaffolds for bone repair/regeneration is still unclear. The aim of this study is to investigate the osteogenic capacity of a combination of poly(DL-lactic acid) (PDLLA) porous foams containing 5 wt% and 40 wt% of Bioglass particles with human adipose-derived stem cells (ADSCs) in vitro and in vivo. Live/dead fluorescent markers, confocal microscopy and scanning electron microscopy showed that PDLLA/Bioglass porous scaffolds supported ADSC attachment, growth and osteogenic differentiation, as confirmed by enhanced alkaline phosphatase (ALP) activity. Higher Bioglass content of the PDLLA foams increased ALP activity compared with the PDLLA only group. Extracellular matrix deposition after 8 weeks in the in vitro cultures was evident by Alcian blue/Sirius red staining. In vivo bone formation was assessed by using scaffold/ADSC constructs in diffusion chambers transplanted intraperitoneally into nude mice and recovered after 8 weeks. Histological and immunohistochemical assays indicated significant new bone formation in the 40 wt% and 5 wt% Bioglass constructs compared with the PDLLA only group. Thus, the combination of a well-developed biodegradable bioactive porous PDLLA/Bioglass composite scaffold with a high-potential stem cell source (human ADSCs) could be a promising approach for bone regeneration in a clinical setting.

PMID: 24408074