نام پژوهشگر: حجت الله ولی
سیده سمانه حسینی شهاب فقیهی
سنتز مواد کامپوزیتی زیستی، مانند استخوان، غضروف و دندان از برهم کنش میان سامانه های معدنی و آلی تشکیل شده اند. پلیمرهای زیستی طبیعی نظیر توالی پپتیدی می تواند به عنوان بستری برای هدایت هسته زایی و تشکیل نانوبلور هیدروکسی آپاتیت مورد استفاده قرار گیرد. در این مطالعه، توالی پپتیدی طبیعی موجود در اولین مارپیچ آلفای استئوکلسین شامل 13 اسیدآمینه بر اساس توانایی اتصال به کلسیم انتخاب گردید و به عنوان بستر برای هسته زایی نانوبلورهای هیدروکسی آپاتیت استفاده شد. این توالی به روش فاز جامد به دو صورت اسیدی و آمیدی سنتز شد تا اثر c ترمینال های مختلف نیز بر روی فرایند معدنی شدن زیستی و تشکیل بافت استخوان مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد. بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی تشکیل بلورهای صفحه ای شکل با اندازه و شکل مشخص در حضور پپتید آمیدی را نشان داد. در مقابل نانوذرات کروی فسفات کلسیم بدون شکل در حضور پپتید اسیدی دیده شد. نتایج میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داد که فسفات کلسیم بی شکل به طور مشابه در نمونه های شاهد، پپتید اسیدی و آمیدی در زمان 30 دقیقه تشکیل شده است. اما تنها در حضور پپتید آمیدی این نانوذرات به نانوبلورهای صفحه ای شکل تبدیل شده اند. این نتایج نشان می دهند که تشکیل فسفات کلسیم بی شکل مستقل از حضور پپتید صورت می گیرد، اما پپتید آمیدی سرعت تبدیل فسفات کلسیم بی شکل به نانوبلور هیدروکسی آپاتیت را افزایش می دهد. آزمایشات دورنگ نمایی دورانی دور، انتقال کنفورماسیون بدون ساختار (کویل) به ساختار منظم (مارپیچ) را برای این دو پپتید در محیط آبی نشان می دهد. مطالعات دو رنگ نمایی دورانی، تغییرات ساختار پپتید آمیدی را در نتیجه برهم کنش با کلسیم و فسفات، به صورت ساختار باز و منظم نشان داد در حالی که چنین تغییری در پپتید اسیدی مشاهده نگردید. اثر یون های کلسیم و فسفات به منظور بررسی تغییرات بار سطحی و اندازه بر روی پپتیدها مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که اضافه کردن یون های کلسیم و فسفات موجب تجمع در پپتید اسیدی و پراکندگی در پپتید آمیدی می گردد. نتایج میکروسکوپ الکترونی همراه با نتایج به دست آمده از پتانسیل زتا و دورنگ نمایی دورانی پیشنهاد می کند که افزایش سرعت تبدیل فسفات کلسیم بدون شکل به نانوبلور هیدروکسی آپاتیت مشاهده شده در پپتید آمیدی به دلیل برهم کنش پپتید با یون های فسفات می باشد که این موضوع در نتیجه تغییر کنفورماسیون پپتید آمیدی است. نتایج آزمایش سمیت، رشد سلول های استئوبلاستی را در حضور پپتید آمیدی و اسیدی نشان داد که این میزان برای پپتید آمیدی دو برابر پپتید اسیدی است. بررسی تشکیل ماده معدنی و معدنی شدن بافت سلول های استئوبلاستی با سنجش میزان آلکالین فسفاتاز، کلسیم و رنگ آمیزی آلیزارین رد بیانگر افزایش قابل ملاحظه آلکالین فسفاتاز بعد از 5 روز و افزایش میزان کلسیم و هسته های اولیه فسفات کلسیم سلول های استئوبلاستی در حضور پپتید آمیدی نسبت به پپتید اسیدی است. بنابراین نتایج بدست آمده از مطالعات سلولی توانایی پپتید آمیدی بر افزایش رشد، میزان آلکالین فسفاتاز و فعالیت معدنی شدن سلول های استئوبلاستی و تشکیل بافت استخوان را نشان داد. استفاده از پپتیدهایی که توانایی تشکیل ماده معدنی هیدروکسی آپاتیت را دارند، بدلیل فعالیت زیستی بالا و همچنین زیست سازگاری مطلوب می توانند در ترمیم بافت های سخت از جمله استخوان بسیار موفقیت آمیز عمل نمایند.