ساخت و ارزيابي خواص مورفولوژيكي، شيميايي و زيست‌تخريب‌پذيري داربست نانو فيبري پلي-ال-لاكتيك-اسيد (PLLA) و كاربرد آن در مهندسي بافت عصب

FABRICATION AND EVALUATION OF THE MORPHOLOGY, BIODEGRADABILITY,AND CHEMICAL CHARACTERISTICS OF THE NANO-FIBROUS SCAFFOLD POLY-L-LACTIC-ACID (PLLA) AND ITS APPLICATION IN NEURAL TISSUE ENGINEERING

پيش‌زمينه و هدف: مهندسي بافت عصب يكي از اميدواركننده‌ترين روش‌ها براي درمان ضايعات دژنراتيو سيستم عصبي مركزي مي‌باشد. توزيع سه‌بعدي و رشد سلول‌ها درون داربست متخلخل از اهميت باليني براي مهندسي بافت عصب برخوردار مي‌باشد. داربست‌هاي مورداستفاده در مهندسي بافت علاوه بر عملكرد مناسب بايد زيست سازگار، زيست‌تخريب‌پذير و متخلخل نيز باشند. ما در اين مطالعه به دنبال ساخت و مطالعه ويژگي‌هاي يادشده در داربست پلي-ال-لاكتيك-اسيد (PLLA) به‌منظور كاربرد آن در مهندسي بافت عصب هستيم. مواد و روش‌ها: در اين مطالعه تجربي نانو داربست PLLA با ساختار و مورفولوژي مناسب به‌وسيله روش الكتروريسي تهيه شد. از طيف‌سنجي مادون‌قرمز(FTIR, Fourier Transform Infrared) و ميكروسكوپ الكتروني نگاره به ترتيب براي تعيين ساختار شيميايي و فيزيكي داربست استفاده شد. همچنين ميزان تخريب پذيري داربست طي 40 روز در داخل محلول فسفات بافرسالين (PBS) موردبررسي قرار گرفت. درنهايت سلول هاي بنيادي جداسازي شده از مغز موش بالغ‌بر روي داربست كشت داده شد و نحوه اتصال و مورفولوژي آن‌ها توسط ميكروسكوپ الكتروني بررسي گرديد. يافته‌ها: نتايج كسب‌شده به‌وسيله مطالعات ميكروسكوپ الكتروني نگاره نشان‌دهنده خصوصيات سطحي مناسب و نانو فيبري بودن داربست ساخته شده بود. طي آزمون تخريب پذيري، مشخص شد كه نانو داربست PLLA از سرعت تخريب و خاصيت جذب آب مطلوبي برخوردار است و همچنين pH محيط را كمتر تحت تاثير قرار مي‌دهد. درنهايت با استفاده از تصاوير ميكروسكوپ الكتروني، اتصال موفق سلول هاي بنيادي و پيش ساز عصبي مغز موش بالغ كشت داده‌شده بر روي داربست موردبررسي و تاييد قرار گرفت. نتيجه‌گيري: از نتايج به‌دست‌آمده به نظر مي‌رسد كه نانو داربست PLLA بستر مناسبي براي كشت و تمايز سلول‌هاي بنيادي و پيش ساز عصبي بوده و روش به‌كاررفته روشي كارآمد در ساخت داربستي مناسب براي مهندسي بافت عصب مي‌باشد.

Background & Aims: Nerve tissue engineering (NTE) is one of the most promising methods for the treatment of the central nervous system (CNS) neurodegenerative diseases. The three-dimensional distribution and growth of the cells within the porous of the scaffold have a significance clinical role in the NTE field. Scaffolds used in tissue engineering, not only must have a good performance, but they should also be porous, biocompatible and biodegradable. The present work aimed to fabricate and study the morphology, biodegradability and chemical characteristics of Poly-L-Lactic-Acid (PLLA) in order to use in the neural tissue engineering. Materials & Methods: In this experimental study, PLLA nano scaffold was fabricated with an appropriate structure and morphology using Electrospinning Technique. Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy and Scanning Electron Microscopy (SEM) were used to determine the physico-chemical properties of the scaffold. Scaffold biodegradation was studied in Phosphate-buffered saline (PBS) for 40 days. Isolated stem and progenitor cells from subventricular zone of the adult mouse brain were cultured on the scaffold and their morphology and connection properties were characterized using SEM. Results: SEM studies indicated that PLLA is a nano-fibrous scaffold which shows the appropriate surface characteristics. Furthermore, this nanoscaffold showed a high degradation and water uptake rate in the degradation test. Finally, SEM studies confirmed the attachment and growth of the mouse neural stem and progenitor cells on the scaffold. Conclusion: These results suggested that the PLLA nano scaffold is an appropriate structure for the growth and differentiation of the neural stem and progenitor cells and the electrospining technique is an efficient method for the scaffold producing used in the nerve tissue engineering.