بررسی تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی به کندروسیت در داربست نانوکامپوزیتی بر پایه ابریشم حاوی نانوذرات کیتوسان

آرتروز مفصلی به دلیل سائیدگی مفاصل در میان افراد کهنسال و نیز ورزشکاران شایع است که منجر به درد، شکنندگی، محدودیت حرکتی و تورم بافت می شود. هدف از پژوهش حاضر، بررسی تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از بافت چربی خرگوش در داربست فیبروئین و داربست نانوکامپوزیتی فیبروئین/کندروئیتین سولفات/آلجینات به سمت سلول های غضروفی است. به این منظور داربست فیبروئین خالص و داربست فیبروئین/کندروئیتین سولفات/آلجینات حاوی و فاقد نانوذرات کیتوسان حامل فاکتور رشد به روش خشکاندن انجمادی تهیه گردید. از نسبت های وزنی متفاوت فیبروئین/کندروئیتین سولفات/آلجینات برابر با 100/0/0، 90/5/5، 70/15/15 و 50/25/25 در ساخت داربست استفاده شد. نانوذرات به روش ژل شدن یونی تهیه شدند و مطالعه تصاویر تهیه شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (fe-sem) اندازه ذرات را برابر با 5±30 نانومتر نشان داد. پس از افزودن نانوذرات به مقدار 10، 30 و 50 درصد وزنی به محلول های فیبروئین و فیبروئین/کندروئیتین سولفات/آلجینات، انجماد سوسپانسیون حاصل و سپس قرارگیری در دستگاه خشک کن انجمادی داربست های حاوی نانوذره حاصل شدند. در مرحله بعد، داربست ها توسط غوطه وری در محلول اتانول حاوی کربودی ایمید (edc) شبکه ای شدند و سپس مراحل پایانی شست و شو و خروج حلال انجام شد. مشخصه یابی داربست ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (atr-ftir)، گرماسنجی روبشی تفاضلی (dsc)، تفرق پرتو ایکس (xrd) و آزمون خواص مکانیکی فشاری انجام گردید. مدول فشاری داربست خالص فیبروئینی و هیبریدی به ترتیب برابر با 2/0±68/2 و 15/0±35/3 مگاپاسکال بود. بعد از افزودن 30 درصد وزنی نانوذرات کیتوسان به داربست هیبریدی، مدول فشاری به 15/0±6/5 مگاپاسکال رسید. گنجایش آب و میزان تخریب داربست نانوکامپوزیتی نیز به همین ترتیب افزایش یافت. میانگین اندازه دهانه حفره های داربست فیبروئین/کندروئیتین سولفات/آلجینات با نسبت 70/15/15 پس از افزودن 30 درصد وزنی نانوذرات کیتوسان از 2±5/105 میکرومتر به 17/6±71/117 میکرومتر افزایش یافت. کندروسیت ها و سلول های بنیادی به ترتیب از بافت غضروف مفصلی و بافت چربی خرگوش استخراج و در داربست های تهیه شده کشت داده شدند. درصد بقاء سلولی در اثر مجاورت با عصاره داربست ها توسط روش ام تی تی (mtt) اندازه گیری شد. بررسی چسبندگی سلول ها به داربست، به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. برای بررسی ترشح گلیکوزآمینوگلیکان از روش رنگ آمیزی آلسیان بلو، سافرانین اُ و دی متیل متیلن بلو و برای بررسی میزان بیان ژن از روش واکنش زنجیره ای پلیمراز (pcr) استفاده گردید. آزمون ام تی تی عدم سمیت سلولی داربست های تهیه شده را تأیید کرد. میزان ترشح گلیکوزآمینوگلیکان در داربست کامپوزیتی بیشتر از داربست فیبروئین بود. میزان گلیکوزآمینوگلیکان ترشح شده در داربست خالص فیبروئین توسط سلول های بنیادی بعد از 14 روز برابر با 25/0±3/4 میکروگرم بر میلی لیتر بود. این مقدار در داربست هیبریدی با نسبت 70/15/15 با افزودن نانوذره حاوی فاکتور رشد تبدیلی بتا-1 (1tgf-?) به طور چشمگیری افزایش یافت و به 3/0±9/8 میکروگرم بر میلی لیتر رسید. هم چنین میزان بیان کلاژن نوع دو، اگریکان و ساکس نه نیز با تفاوت معناداری در داربست نانوکامپوزیتی حاوی فاکتور رشد بیشتر بود (05/0p<). با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش، داربست نانوکامپوزیتی فیبروئین/کندروئیتین سولفات/آلجینات با نسبت وزنی 70/15/15حاوی 30 درصد وزنی نانوذرات کیتوسان بهترین پاسخ را از نظر خواص مکانیکی، شیمیایی و سلولی متناسب با کاربرد غضروف نشان داد و قابلیت تحریک تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از چربی به سمت سلول های غضروفی را دارا می باشد.