ساخت و مشخصه‌یابی نانوذرات هوشمند ‌پلی‌ان‌ایزوپروپیل‌اکریل‌آمید حاوی فاکتور ‌رشد‎ ‎اندوتلیال عروقی برای القای رگ‌زایی در ‌سلول‌های بنیادی مزانشیمی مشتق از مغز ‌استخوان انسانی

اهداف: یکی از چالش های اصلی در مهندسی بافت، رهایش فاکتورهای رشد با سرعت و غلظت مشخص به سلول ها است. هدف این پژوهش، ساخت و مشخصه یابی نانوذرات هوشمند پلی ان ایزوپروپیل آکریل آمید حاوی فاکتور رشد اندوتلیال عروقی برای القای رگ زایی در سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از مغز استخوان انسانی بود.مواد و روش ها: در این پژوهش تجربی، نانوذرات پلیمر هوشمند pnipam، به روش پلیمریزاسیون رادیکالی، با دو فرمولاسیون (سامانه) مختلف استفاده شدند. برای بارگذاری فاکتور رشد اندوتلیالی عروقی، دو روش نانورسوبی و نفوذ برای فرمولاسیون ها انجام شد. اثر رهایش فاکتور رشد اندوتلیالی عروقی بر تمایز به اندوتلیالِ سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از مغز استخوان انسانی در محیط رگ زایی، استخوانی و محیطی شامل50% از هر دو محیط رگ زایی و استخوانی مورد بررسی قرار گرفت. تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از بسته نرم افزار graphpadprism 6 انجام شد.یافته ها: روش نانورسوبی به دلیل استفاده از حلال آلی ان ان دی متیل استامید، موجب تخریب ساختار پلیمر شد. پس از 72ساعت حدوداً 70% فاکتور رشد از پلیمر آزاد شد. رهایش 10نانوگرم بر میلی لیتر فاکتور رشد اندوتلیالی عروقی از سامانه نانوذرات هوشمند pnipam، در محیط دوبعدی با حضور سلول های بنیادی مزانشیمی با دانسیته سلولی 10^4 ×3 و محیط کشت تمایز استخوانی، پس از 7 روز، منجر به تمایز به اندوتلیال، تشکیل حلقه های شبه مویرگی و بیان 20درصدی مارکر اندوتلیالی vwf شد. نتیجه گیری: نانوذرات تهیه شده، قابلیت بارگذاری و رهایش فاکتور رشد برای القای پدیده رگ زایی در سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از مغز استخوان در محیط کشت تمایز استخوانی را دارند.

Preparation and Characterization of Smart Poly (N-‎Isopropylacrylamide)‎‌ ‌Nanoparticles Containing Vascular ‎Endothelial Growth Factor for Induction of Angiogenesis in ‎Human Bone Marrow-derived Mesenchymal Stem Cells ‎

Aims: Growth factor (GFs) delivery with the certain concentration and release kinetic is one of the main challenges in tissue engineering. The aim of this study was the preparation and characterization of smart poly (Nisopropylacrylamide) nanoparticles containing vascular endothelial growth factor for induction of angiogenesis in human bone marrowderived mesenchymal stem cells.Materials and Methods: In this exprimental study, two different formulations of temperaturesensitive Poly (Nisopropylacrylamide) (PNIPAM) nanoparticles (NPs) were synthesized by free radical polymerization technique. Nanoprecipitation and diffusion methods were used to load the vascular endothelial growth factor (VEGF) in PNIPAM NPs. The effects of released VEGF on the differentiation of human bone marrow stem cells (hBMSCs) into endothelial cells in angiogenic, osteogenic, and 50% angiogenicosteogenic culture medium were investigated, using flow cytometry and light microscope. Statistical analysis was performed, using the GraphPad Prism 6 software.Findings: The nanoprecipitation process caused polymer degradation due to using the organic N, NDimethylacetamide solvent. The cumulative VEGF released after 72hours for 70%. A total of 10ng/ml VEGF released from PNIPAM nanoparticles, in 2D culture with cell density of 3 times;104 hBMSCs, after 7 days, leading to the endothelial differentiation, capillarylike tube formation, and expression of 20% vWF as angiogenic marker.Conclusion: The PNIPAM NPs have the potential to load and release the angiogenic GFs for induction of angiogenesis in hBMSCs and in osteogenic medium.