بررسی سمیت سلولی داربست نانوکامپوزیتی پلی هیدروکسی بوتیرات/کیتوسان/بیوگلاس روی سلول‌های شبه استئوبلاست انسان (رده سلولی SAOS-2)

نوع مقاله : مقاله‌های پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، مرکز تحقیقات دندان‌پزشکی، گروه علوم تشریحی، دانشکده‌ی پزشکی، پژوهشکده‌ی تحقیقات دندان‌پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

2 استاد، مرکز تحقیقات مواد دندانی، گروه آموزشی ترمیمی زیبایی، دانشکده‌ی دندان‌پزشکی، پژوهشکده‌ی تحقیقات دندان‌پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

3 استاد، گروه بیومواد، نانوتکنولوژی و مهندسی بافت، دانشکده‌ی فناوری‌های نوین پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

4 مرکز تحقیقات دندانپزشکی،کارشناس آزمایشگاه میکروبشناسی، پژوهشکده تحقیقات دندانپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

5 دانشجوی PhD مرکز تحقیقات مواد دندانی، دکترای پژوهش محور دانشکده‌ی دندان‌پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

10.48305/v0i0.1677

چکیده

مقدمه: در مهندسی بافت، یک ماده متخلخل به عنوان ماتریکس خارج سلولی یا داربست برای رشد سلول‌ها تهیه شده و سپس عوامل رشد روی آن‌ها قرار می‌گیرند و ارزیابی سمیت داربست‌های تهیه شده ضرورت دارد لذا در این مطالعه سمیت سلولی داربست نانوکامپوزیتی پلی هیدروکسی بوتیرات/کیتوسان/بیوگلاس بر سلول‌های شبه استئوبلاست انسان (رده‌ی سلولی SAOS-2) مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش‌ها: این مطالعه از نوع تجربی– آزمایشگاهی بوده و در سال‌های 1396-1397 در دانشکده‌ی دندان‌پزشکی دانشگاه علوم پزشکی اصفهان انجام شد. داربست نانوکامپوزیتی پلی هیدروکسی بوتیرات/ کیتوسان/ بیوگلاس به روش الکتروریسی تهیه گردید. بررسی مورفولوژی و پراکندگی قطر نانوالیاف و شناسایی نانوذرات بیوگلاس در ساختار الیاف با روش SEM انجام گرفت. در روزهای 3، 5، 7 بقاء سلول‌ها از طریق MTT assay بررسی گردید. در این مطالعه روش آنالیز آماری واریانس یک طرفه Kruskal-wallis مورد استفاده قرارگرفت.
یافته‌ها: نتایج تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان دادکه الیاف داربست ساختاری کاملاً متخلخل وبدون هیچ گونه بید داشته و یکنواختی الیاف مشخص است. به علاوه در داربست پلی هیدروکسی بوتیرات/کیتوسان/ نانوذرات بیوگلاس در مقایسه با گروه‌های بدون بیوگلاس با افزایش زمان کشت بقاء و تکثیر سلولی افزایش داشته است (0/05 ≥ p value).
نتیجه گیری: داربست پلی هیدروکسی بوتیرات/ کیتوسان/ نانوذرات بیوگلاس بر سلول‌های رده شبه استئوبلاست تاثیر سمی ندارد و می‌تواند به عنوان کاندید مناسبی جهت کاربرد در مهندسی بافت مورد استفاده قرار گیرد.
کلید واژه‌ها: هیدروکسی بوتیرات؛ بیوگلاس؛ کیتوسان؛ استئوبلاست؛ سمیت سلولی.

عنوان مقاله [English]

Cytotoxicity Effects of Polyhydroxybutyrate/Chitosan/Bioglass Nanocomposite Scaffolds on Human Osteoblast-like Cells (SAOS-2 Cells)

نویسندگان [English]

  • Batool Hashemi-Beni 1
  • Maryam Khoroushi 2
  • Saeed Karbasi 3
  • Fariba Heidari 4
  • Mohamad Reza Foroughi 5
1 Professor, Dental Research Center, Department of Anatomical Sciences, Dental Research Institute, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
2 Professor, Dental Materials Research Center, Department of Operative Dentistry, Dental Research Institute, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
3 Professor, Department of Biomaterials and Tissue Engineering, School of Advanced Technologies in Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
4 Bachelor of Sciences Microbiology, Dental Research Center, Dental Research Institute, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
5 PhD Student, Dental Materials Research Center, Dental Research Institute/, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Introduction: In tissue engineering, a porous material is applied as the extracellular matrix or scaffold for cell growth. Then growth factors are added to this scaffold whose cytotoxicity must be assessed. In this study, the cytotoxicity effects of polyhydroxybutyrate/chitosan/bioglass nanocomposite scaffolds on human osteoblast-like cells (SAOS-2 cells) are explored.
Materials and Methods: This study was experimental and was done in Isfahan Dental School. The polyhydroxybutyrate/chitosan/bioglass nanocomposite scaffold was fabricated using the electrospinning method. Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis was used to evaluate the morphological characteristics of the nanofibers and their diameter distribution. Additionally, bioglass nanoparticles in the fibers were identified via SEM. The MTT assay was performed to assess cell viability after 3, 5, and 7 days. The collected data were analyzed using SPSS 20.0 through statistical tests including Kruskal-Wallis test (p value ≤ 0.05).
Results: According to SEM images, the scaffold fibers were fully porous and no beads were observed. Furthermore, the polyhydroxybutyrate/chitosan/bioglass scaffold showed greater cell viability and proliferation compared to the groups lacking bioglass.
Conclusion: The polyhydroxybutyrate/chitosan/bioglass scaffold has no cytotoxic effect on osteoblast– like cells.
Keywords: HHydroxybutyrate; Bioglass; Chitosan; Osteoblast; Cytotoxicity.

مراجع

1. Cai X, Lin Y, Ou G, Luo E, Man Y, Yuan Q, et al. Ectopic osteogenesis and chondrogenesis of bone marrow stromal stem cells in alginate system. Cell Biol Int 2007; 31(8): 776-7.
2. Kurashina K, Kurita H, Wu Q, Ohtsuka A, Kobayashi H. Ectopic osteogenesis with biphasic ceramics of hydroxyapatite and tricalcium Phosphate in rabbits. Biomaterial 2002; 23(2): 407-12.
3. Misra SK, Valappil SP, Roy I, Boccaccini AR. Polyhydroxyalkanoate (PHA)/inorganic phase composites for tissue engineering applications. Biomacromolecules 2006; 7(8): 2249-58.
4. Jacquel N, Lo CW, Wei YH, Wu HS, Wang SS. Isolation and purification of bacterial poly(3-hydroxyalkanoates. Biochem Eng J 2008; 39(1): 15-27.
5. Doyle C, Tanner ET, Bonfield W. In vitro and in vivo evaluation of polyhydroxybutyrate and of polyhydroxybutyrate reinforced with hydroxyapatite. Biomaterials 1991; 12(9): 841-7.
6. Luklinska ZB, Schluckwerder H. In vivo response to HA-polyhydroxybutyrate/polyhydroxyvalerate composite. J Microsc 2003; 211(Pt 2) :121-9.
7. Ravi Kumar MNV. A review of chitin and chitosan applications. React Funct Polym 2000; 46(1): 1-27.
8. Goy RC, de Britto D, Assis OBG. A review of the antimicrobial activity of chitosan. Polimeros 2009; 19(3): 241-7.
9. Sombatmankhong K, Suwantong O, Waleetorncheepsawat S, Supaphol P. Electrospun fiber mats of poly(3-hydroxybutyrate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), and their blends. J Polym Sci B Polym Phys 2006; 44(19): 2923-33.
10. Daranarong D, Chan RTH, Wanandy NS, Molloy R, Punyodom W, Foster LJR. Electrospun polyhydroxybutyrate and poly(L-lactide-co-ε-caprolactone) composites as nanofibrous scaffolds. Biomed Res Int 2014; 2014: 741408.
11. Foroughi MR, Karbasi S, Khoroushi M, Khademi AA. Polyhydroxybutyrate/chitosan/bioglass nanocomposite as a novel electrospun scaffold: fabrication and characterization. J Porous Mater 2017; 24(6): 1447-60.
12. Luklinska ZB, Schluckwerder H. In vivo response to HA-polyhydroxybutyrate/ polyhydroxyvalerate composite. J Microsc 2003; 211(Pt 2): 121-9.
13. Deniz AE. Nanofibrous nanocomposites via electrospining. [Thesis]. Ankara, Turkey: Bilkent University; 2011.
14. Kim HW, Lee HH, Knowles JC. Electrospinning biomedical nanocomposite fibers of hydroxyapatite/poly (lactic acid) for bone regeneration. J Biomed Mater Res A 2006; 79(3): 643-9.
15. Zhang Y, Ouyang H, Lim CT, Ramakrishna S, Huang ZM. Electrospinning of gelatin fibers and gelatin/PCL composite fibrous scaffolds. J Biomed Mater Res B Appl Biomater 2005; 72(1): 156-65.
16. Yang X, Yang F, Walboomers XF, Bian Z, Fan M, Jansen JA. The performance of dental pulp stem cells on nanofibrous PCL/gelatin/nHA scaffolds. J Biomed Mater Res A 2010; 93(1): 247-57.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار