بررسی اثرات زیست‌الهامی یک بستر پلیمری نوآرایی‌شده جدید بر اتصال، مورفولوژی و رشد سلول‌های فیبروبلاست انسانی

بسترهای کشت سلول، نقشی کلیدی در حوزه مهندسی بافت و زیست‌مواد دارند. ازاین‌رو ارائه بستری زیست‌سازگار با ویژگی های فیزیکوشیمیایی مشابه با ماتریس خارج سلولی جهت دستیابی به اتصال، زنده‌مانی، رشد و ریخت‌شناسی مناسب انواع سلول ها، توجه بسیاری از دانشمندان را به خود جلب کرده است. توسعه بسترهایی دارای انواع توپوگرافی سطح که به‌عنوان فاکتور زیست‌الهام در اتصال هدایت‌شده سلول نقش بازی می کنند، از مهم‌ترین رویکردهای اتخاذ شده در این حوزه به شمار می‌آیند. در تحقیق حاضر، با به‌کارگیری روشی جدید به طراحی، سنتز و مشخصه‌یابی بستری با آرایه‌های هم‌راستای سطحی در ابعاد چند صد نانومتری پرداخته شد. درنهایت نیز رفتار سلول های فیبروبلاست انسانی لاین hu02 کشت داده شده روی این بستر از نظر اتصال، رشد، زنده‌مانی و ریخت‌شناسی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می دهند که تیمار پلاسمای 100 و 200 ثانیه‌ای تحت کشش جانبی بستر باعث شکل‌گیری آرایه‌های هم‌راستا با ابعاد 19±305 نانومتر و 141±571 نانومتر بر سطح این بسترها می شود. با افزایش زمان تیمار پلاسما، طول موج، دامنه ساختار و درجه آب‌دوستی سطح بسترهای موردمطالعه افزایش می‌یابد که منجر به بهبود 17 و 46 درصدی کیفیت اتصال سلول می شود. همچنین آرایه‌های میکرونی شکل‌گرفته روی سطح بسترها ضمن کمک به افزایش کیفیت اتصال، رشد و زنده‌مانی سلول‌ها با اثر هدایت اتصال باعث جهت گیری سلول‌ها در راستای طولی آرایه‌ها می شود. در نتیجه بستر پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان این پژوهش کاملاً زیست‌سازگار بوده و از نظر مشخصه‌های شیمیایی، مکانیکی و فیزیکی قابلیت مطلوبی را برای کاربردهای کشت سلولی نشان می دهد. همچنین باعث بهبود کیفیت اتصال و هم‌راستا کردن سلول‌های فیبروبلاست انسانی می‌شود.

a novel rearranged polydimethylsiloxane substrate for human fibroblast cells: the case of biomimetic effects on binding, morphology, and growth

cell substrates play a crucial role in tissue engineering and biomaterial science. various studies are performed to develop the appropriate cell substrates for using in vitro and in vivo. therefore, a biocompatible substrate that mimics the native extracellular matrix properties with specified surface topography as a biomimicry factor is necessary under ’’the novel cell substrates development’’ approaches. our aim in the current study was to design, synthesize, and characterize a substrate with aligned nanometric arrays on the surface. the rapid and easy capabilities of polydimethylsiloxane to receive chemical and physical characteristics with simple modifications, make it a promised candidate for the cell substrate. the obtained results from the atomic force and scanning electron microscopy showed the formation of 305±19 and 571±141 nanometers wrinkled nanoarrays after regulating the substrate under lateral traction during the plasma treatment times of 100 and 200s. then, the behavior of a human foreskin fibroblast cell, in terms of adhesion, growth, viability, and morphology on this substrate was investigated. increasing the plasma treatment time increased both nanoarray size and surface hydrophilicity, resulting in improved 17 and 46% of cell attachment quality, respectively. additionally, the presence of the designed nanowrinkles surprisingly improved the number of the attached cells. the nanowrinkles caused the cells to align perfectly through the substrate’s surface due to the contact guidance phenomena. consequently, the biocompatible polydimethylsiloxane substrate of this study with suitable chemical, mechanical, and physical properties showed fit capacities as a novel aligned cell culture platform.