داربست نانوليفي پلي هيدروكسي بوتيرات كوهيدروكسي والرات حاوي نانوذرات هيدروكسي آپاتيت/ بريديجيت: مشخصه‌يابي و ارزيابي بيولوژيكي

Poly (hydroxybutyrate co hydroxyvalerate) Nanofibrous Scaffold Containing HydroxyapatiteBredigite Nanoparticles: Characterization and Biological Evaluation

در اين تحقيق، داربست نانوليفي كامپوزيتي پلي هيدروكسي بوتيرات كوهيدروكسي والرات (PHBV) حاوي نانوذرات كامپوزيتي هيدروكسي آپاتيت/بريديجيت (HABR) به روش الكتروريسي توليد شد. مورفولوژي نانوالياف توليد شده و نحوه توزيع نانوذرات در نانوالياف به‌ترتيب توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي و عبوري بررسي شدند. ارزيابي خواص مكانيكي نشان داد كه يك حد آستانه‌اي براي غلظت نانوذرات وجود دارد كه در آن، حضور نانوذرات باعث بهبود خواص مكانيكي داربست نانوليفي شد. داربست كامپوزيتي PHBV خاصيت ترشوندگي بهتري در مقايسه با PHBV خالص از خود نشان داد. در آزمون كشت سلول برون‌تني، سلول‌هاي استئوبلاست (hFob) بر داربست‌هاي نانوليفي كشت داده شدند.ارزيابي تكثير سلولي به‌روش MTS نشان داد كه بعد از 10 و 15 روز، سلول‌ها بر داربست كامپوزيتي PHBV/HABR به‌طور معني‌داري بيشتر از داربست خالص PHBV رشد داشته‌اند. به‌علاوه نتايج آناليز ارزيابي ميكروسكوپي الكتروني روبشي- طيف‌سنجي تفريق انرژي و رنگ آميزي سلولي نشان دادند كه سلول‌هاي كشت داده شده برروي داربست كامپوزيتي PHBV بيشتر از داربست PHBV خالص و نمونه كنترل، رسوبات مينراله تشكيل دادند. نتايج اين مطالعه نشان داد كه نانوالياف كامپوزيتي PHBV/HABR با خواص مكانيكي، ترشوندگي و رفتار سلولي بهبود يافته، پتانسيل خوبي در كاربردهاي بازسازي بافت استخوان دارند.

In this work, poly (hydroxybutyrate co hydroxyvalerate) (PHBV) composite nanofibrous scaffold containing hydroxyapatite/bredigite (HABR) nanoparticles was fabricated through electrospining method. The morphology of prepared nanofibers and the state of the nanoparticles dispersion in nanofiber matrix were investigated using scanning and transmission electron microscopy, respectively. Evaluation of the mechanical properties of the nanofibrous scaffolds revealed that there is a limit to the nanoparticle concentration at which nanoparticles can improve the mechanical properties of the nanofibrous scaffolds. According to the results, PHBV/HABR nanofibers showed higher wettability compared to PHBV nanofibers. In vitro cell culture assay was done using human fetal osteoblast cells on nanofibrous scaffold. MTS assay revealed that cell proliferation on the composite nanofibrous scaffold was significantly higher than those on the pure scaffold after 10 and 15 days. Scanning electron microscopy- Energy dispersive X-ray spectroscopy and CMFDA colorimeter assay analysis showed that the cells on the PHBV/HABR scaffolds acquired higher mineral deposition than the cells on the pure PHBV and control sample scaffold. Based on the results we concluded that PHBV/HABR nanofibers scaffold with higher wettability, improved mechanical properties and cell behavior hold great potential in bone regeneration applications.