الکتروریسی مرطوب داربست ‏های نانوفیبری سه بعدی پلی لاکتیک اسید (pla) برای کاربردهای مهندسی بافت: ساخت و مشخصه ‏یابی

هدف: مهندسی بافت حدود 30 سال است که با استفاده و ترکیب داربست‏ها، سلول های سالم و عوامل رشد به کمک سلول درمانی آمده است. ساخت داربست‏های زیست سازگار و زیست تجزیه‏پذیر شبیه به ماتریکس طبیعی بدن از اساسی ترین بخش‏های آن است. در این مطالعه با استفاده از روش الکتروریسی مرطوب، داربست‏های صناعی پلی لاکتیک اسید با ساختار سه بعدی، ساخته و ارزیابی شد. مواد و روش‏ها: فیبرهای پلی لاکتیک اسید در غلظت‏های 10، 13، 15، 17، 20 درصد حجمی/وزنی، با روش الکتروریسی مرطوب، داخل حمام انعقادی حاوی آب مقطر دیونیزه/سدیم هیدروکساید وارد شد و داربست‏ها شکل گرفتند. سپس آزمون‏های میکروسکوپ الکترونی روبشی، mtt، میزان زیست تخریب‏پذیری و میزان تخلخل آن‏ها انجام شد. نتایج: نتایج به‏دست آمده از تعامل داربست و سلول‏های مزانشیمی ژله وارتون انسانی در عکس‏های میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که خود فیبرها نیز، دارای تخلخل‏های بسیار زیادی در اندازه نانو هستند که علت آن، حضور مولکول‏های آب و سدیم هیدروکساید در بین مولکول‏های فیبرهای ریسیده شده است. این تخلخل‏های زیاد در داخل و بین فیبرها، باعث افزایش خصوصیت چسبندگی و رشد سلول‏ها به داربست شد. نتیجه‏گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که داربست‏های تولید شده در غلظت 10 درصد حجمی/وزنی و پایین‏تر از آن و 20 درصد حجمی/وزنی و بالاتر از آن، علاوه بر دشواری در مراحل ریسندگی آن‏ها، خواص شیمیایی و مکانیکی مناسبی را برای چسبندگی سلول و تکثیر آن‏ها ندارند و بهترین غلظت از پلیمر پلی لاکتیک اسید برای تولید داربست‏های سه بعدی به روش الکتروریسی مرطوب، 15 درصد حجمی/وزنی است. بررسی نتایج نشان داد که سیستم جدید الکتروریسی مرطوب می‏تواند برای کنترل ساختار نانوفیبرها در داربست‏های سه بعدی بسیار مفید باشد.

Wet electrospinning of 3D nanofiber poly(lactic) acid scaffolds for tissue engineering applications: Fabrication and characterization

Objective: Tissue engineering, as an interdisciplinary field, assists cell therapy by using scaffolds, cells, and growth factors since 30 years ago. Cells isolated from the body should be supported by a scaffold which could mimic the function and structure of natural extracellular matrix (ECM). To accomplish this goal, we have fabricated and characterized synthetic wet electrospun poly(lactic) acid (PLA) scaffolds. Methods: ThePLA polymer was used at various concentrations (10%, 13%, 15%, 17%, 20% w/v) with a novel architecture produced by a wetelectrospinning process for tissue engineering applications. In the wet electrospinning method, we used an aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH) as the coagulation bath. Then, we characterized the biocompatibility and morphology of these scaffolds by the MTT assay and SEM, respectively. Results: The data collected from the characterization of scaffolds and in vitro human Wharton’s jellyderived stem cells/scaffold culture showed that the 15% w/v of PLA with high porosity was the best polymer concentration in terms of cell attachment and proliferation. Conclusion:Electrospinning PLA at the 10% or 20% w/v concentrations was difficult. Additionally, they could not provide a favorable matrix for cell proliferation and attachment. However, the results have suggested that the novel nanofiber fabrication system would be very useful for the structure control of 3D nanofiber fabrics.