مطالعه چسبندگي و تكثير سلول بنيادي مزانشيمي مغز استخوان انساني روي داربست نانوفيبري پلي كاپرولاكتون/ ژلاتين تغيير داده شده با

Study of hBMSC Adhesion and Proliferation on RGD-modified Polycaprolactone/Gelatin Nanofibrous Scaffold

هدف: در اين مطالعه پپتيدي حاوي توالي RGD از منشا كلاژن IV معرفي شده است كه داراي خصوصيات چسبندگي و تكثيري است. اين پپتيد روي داربست نانوفيبري پلي كاپرولاكتون/ ژلاتين تثبيت شد و چسبندگي و تكثير سلول‏هاي بنيادي مزانشيمي مغز استخوان انساني روي داربست تغيير داده شده توسط پپتيد بررسي شد. مواد و روش‏ها: داربست نانوفيبري پلي كاپرولاكتون/ ژلاتين توسط الكتروريسي سنتز و پپتيد مورد نظر توسط روش سنتز پپتيد در فاز جامد ساخته شد. اين پپتيد توسط پيوند شيميايي روي داربست پلي كاپرولاكتون/ ژلاتين تثبيت شد. داربست‏هاي طبيعي و تغيير يافته توسط ميكروسكوپ الكتروني نگاره و طيف مادون قرمز بررسي شد. چسبندگي و تكثير سلول‏هاي بنيادي مزانشيمي مغز استخوان انساني روي داربست طبيعي و داربست تغيير داده شده توسط آزمون MTT بررسي شد. نتايج: تصاوير ميكروسكوپ الكتروني نگاره نشان داد كه داربست‏هاي نانوفيبري الكتروريسي شده داراي ريخت‏شناسي يكنواخت با قطر 38±190 نانومتر است. تغيير معني‏داري در ريخت‏شناسي داربست قبل و بعد از تثبيت پپتيد مشاهده نشد. نتايج طيف مادون قرمز نشان داد كه پپتيد با موفقيت روي داربست تثبيت شده است. براساس نتايج MTT مطالعات سلولي نشان داد كه تثبيت پپتيد روي داربست، چسبندگي سلول به داربست را در تمام زمان‏هاي مطالعه شده بهبود مي‏بخشد. همچنين نشان داده شد كه تثبيت پپتيد منجر به افزايش قدرت تكثير سلول‏ها روي داربست فعال شده با پپتيد در مقايسه با داربست طبيعي و پليت كشت سلولي مي‏شود. نتيجه‏گيري: پپتيد RGD ساخته شده و تثبيت شده روي داربست نانوفيبري مي‏تواند در كاربردهاي مختلفي كه نياز به چسبندگي سلولي است استفاده شود و همچنين داربست ساخته شده و فعال شده با پپتيد مورد نظر را مي‏توان در مهندسي بافت مورد استفاده قرار داد.

Objective: In this study we introduced an RGD-containing peptide of collagen IV origin that possesses potent cell adhesion and proliferation properties. This peptide was immobilized on a nanofibrous polycaprolactone/gelatin scaffold after which we analyzed human bone marrow-derived mesenchymal stem cells (hBMSCs) adhesion and proliferation on this peptide-modified scaffold. Methods: Nanofibrous scaffold was prepared by electrospinning. The peptide was synthesized by solid-phase peptide synthesis and immobilized on electrospun nanofibrous a polycaprolactone/gelatin scaffold by chemical bonding. Native and modified scaffolds were characterized with Scanning Electron Microscope (SEM) and Fourier-Transform Infra-red Spectroscopy (FTIR). Adhesion and proliferation of hBMSCs on native and modified scaffolds were analyzed by the Methylthiazol Tetrazolium (MTT) assay. Results: SEM images showed that electrospun scaffolds had homogenous morphology and were 312±89 nm in diameter. There was no significant difference in scaffold morphology before and after peptide immobilization. FTIR results showed that the peptide was successfully immobilized on the scaffold. Based on MTT assay, cell adhesion studies indicated that peptide immobilization improved cell adhesion on RGD-modified scaffolds at all corresponding time points (p < 0.05). RGD immobilization led to increased cell proliferation potential of the scaffold compared with tissue culture plate and native scaffold (P < 0.05). Conclusion: This novel peptide and modified nanofibrous scaffold, having improved cell adhesion and proliferation properties, can be used for tissue engineering and regenerative medicine by using hBMSCs.