توليد داربست هاي نانوليفي بر پايه پلي‌كاپرولاكتون- كيتوسان- پلي‌وينيل الكل براي مهندسي بافت پوست

Nanofibrous Scaffolds based on Poly(caprolactone)/Chitosan/Poly(vinyl alcohol) Blend for Skin Tissue Engineering

امروزه استفاده از مخلوط پليمرهاي طبيعي و سنتزي در توليد داربست­‌هاي زيستي به دليل قابليت دستيابي به ويژگي‌­هاي مطلوب، بسيار مورد توجه پژوهشگران قرار گفته است. در اين پژوهش، داربست­‌هاي نانوليفي مخلوط پلي­‌كاپرولاكتون- كيتوسان- پلي­‌وينيل‌ ­الكل از محلول مخلوط پليمرها با نسبت 2: 1: 5/1 به روش الكتروريسي تهيه شد. بررسي‌هاي ميكروسكوپ الكتروني نشا‌ن‌دهنده دستيابي به نانواليافي با قطر متوسط nm 21±136 و شكل شناسي بسيار يكنواخت بدون دانه‌تسبيحي است. آزمون­‌هاي استحكام كششي و اندازه‌­گيري زاويه تماس روي شبكه نانوليفي نشان مي­‌دهد، اضافه­ شدن پلي­‌كاپرولاكتون سبب بهبود خواص مكانيكي و فيزيكي شبكه حاصل مي‌­شود. به عنوان يك نتيجه، افزودن پلي­‌كاپرولاكتون به مخلوط سبب حفظ تماميت فيزيكي شبكه حاصل در محيط آبي بدن شده است. براي بررسي مقدار زيست‌­سازگاري و بررسي خواص زيستي داربست توليد شده، سلول­‌هاي فيبروبلاست روي نمونه‌­هاي مدنظر كشت داده شدند. نتايج آزمون­‌هاي زيستي نشان­‌دهنده سلول سازگاري بسيار عالي داربست­‌هاي نانوليفي حاصل بوده است. در بحث مهندسي بافت، روي نيمي از داربست­‌ها سلول­‌هاي بنيادي مزانشيمي بند ناف انساني كاشته شده است. براي بررسي چگونگي اثربخشي داربست­‌هاي حاصل در ترميم زخم، مطالعات باليني بر پوست پشت موش‌­هاي صحرايي با بررسي ترميم زخم­‌هاي برشي تمام عمق انجام شده است. نتايج پاتولوژي نشان­‌دهنده اثر بخشي بسيار مناسب داربست­‌هاي نانوليفي در مقايسه با نمونه‌­هاي كنترل (بدون داربست) است. زخم­ هاي ترميم شده با داربست در روز دهم پس از جراحي به حد نهايي ترميم رسيدند، در­حالي­ كه زخم­ هاي گروه كنترل پس از 15 روز به اين حد ترميم دست يافتند. همچنين، اثر بهبود داربست­ هاي با سلول بنيادي در مقايسه با داربست ­هاي بدون سلول به دليل قابليت كلاژن­ سازي سلول­ هاي بنيادي بهتر بوده است.

Nowadays, blending of natural and synthetic polymers has attracted a considerable interest in tissue engineering for reaching desirable properties. In this study, blend nanofibrous scaffolds were electrospun from poly(caprolactone)/chitosan/poly(vinyl alcohol) blend solutions in 2: 1: 1.5 mass ratio. SEM results showed that uniform and bead-less nanofibers with 136±21nm average diameter were obtained from electrospun poly(caprolactone)/chitosan/poly(vinyl alcohol) blend solutions. Tensile strength test and contact angle measurement demonstrated that addition of PCL led to higher mechanical and physical properties of the resulting web. As a result, addition of PCL in the blend supported the web physical integration in aqueous media of body. Fibroblast cells were cultured on nanofibrous webs to investigate web biocompatibility. The biological results showed appropriate biological properties for the produced nanofibrous webs. Tissue engineered scaffolds were prepared by seeding mesenchymal stem cells on half of the scaffolds. In vivo studies were carried out to investigate the effect of scaffolds on healing of excisional cutting wounds created on the back of the rats. From pathological studies, wounds treated with scaffolds (both acellular and cell-seeded ones) showed better healing compared with control specimens. The results showed that wounds acquired complete healing by the scaffolds within 10-day of post operation, while control wounds achieved healing after 15 days of post surgery operation. It is notable that, cell-seeded-scaffold-treated-wounds showed best healing process due to stem cells ability for collagen regeneration.