نقش کاربردی داربست‌های طبیعی و صناعی در مهندسی بافت سیستم عصبی مرکزی

مقدمه: با توجه به عدم جایگزینی سلول های از دست رفته و عوامل عصبی در ناحیۀ تحت تاثیر واقع شده، اصلاح و ترمیم در سیستم عصبی پیچیده است و مورد توجه پژوهشگران در سال های اخیر قرار گرفته است. مطالعات گسترده در این زمینه از قبیل روش های سلول درمانی و مهندسی بافت، روش های جدید برای بازسازی عصب فراهم کرده است. استفاده از سلول های بنیادی عصبی و داربست ها با الیافی به اندازۀ زیر میکرون و نانو ساختاری شبیه به ماتریکس خارج سلولی طبیعی، انتخاب مناسبی برای مهندسی بافت عصبی هستند. برای این منظور کشت های دوبعدی و سه بعدی استفاده گردید. کشت دوبعدی سلول در صدها آزمایشگاه طی دو دهۀ گذشته انجام شده است. این روش کشت ابتدایی است و آناتومی یا فیزیولوژی از یک بافت برای مطالعۀ مفید ایجاد نمی کند. بنابراین یک روش جدید برای تطابق عملکرد سلول و ساختار بافت مورد نیاز است. اگرچه طراحی سیستم های کشت سه بعدی سلول مناسب تر است، هنوز چندین مشکل وجود دارد که باید برطرف شود. زمانی که کشت سه بعدی ذکر شد، محققان نیاز به در نظر گرفتن طراحی ماتریکس برای حفاظت و تکثیر سلول ها داشتند. به طور کلی داربست ها در سه گروه از جمله: طبیعی، مصنوعی و ترکیبی (مصنوعی و طبیعی) طبقه بندی شده است. داربست ها با هر خواص شیمیایی یا فیزیکی ترکیب شده برای مهندسی بافت سیستم عصبی مرکزی مناسب هستند چنانچه آن ها غیر سمی، با اندازۀ فیبر 600-200 نانومتر با تخریب تدریجی داربست بعد از کاشت در بدن و با قابلیت رشد و تکثیر سلول هستند. نتیجه گیری: تحقیقات اخیر نشان داد که کشت سه بعدی کارآمدتر و مناسب برای فیزیولوژی انسان و حیوان نسبت به کشت سلولی دوبعدی است. داربست های هیبریدی بهترین انتخاب برای اندازۀ قطر فیبر و ظرفیت بالای تکثیر سلولی می باشند. هدف از این بررسی فراهم کردن یک دید کلی از طراحی داربست توسط پلیمرهای طبیعی و مصنوعی و تاثیر آن ها بر بازسازی سیستم عصبی مرکزی است.

Functional Role of Natural and Synthetic Scaffolds in Tissue Engineering of Central Nervous System

Introduction: Due to lack of replacement of lost cells and neural factors in the affected area, regeneration and repair in the nervous system is complicated and has been of interest to researchers in recent years. Extensive studies in this field, such as cell therapy and tissue engineering methods, have provided novel approaches for nerve regeneration. The use of neural stem cells and scaffolds with submicron and nanosized fiber structure similar to the natural extracellular matrix are the perfect choice for nervous tissue engineering. To this end twodimensional (2D) and threedimensional (3D) cultures have been used. 2D cell culture has been performed in hundreds of laboratories during the last two decades. This method of culture is elementary and does not reproduce the anatomy or physiology of a tissue for useful study. Therefore, a new method is needed to mimics the cell function and tissue architecture. Although design of 3D cell culture systems is more relevant, there are still several hurdles that must be overcome. When to be mentioned the 3D, investigators require for consider the design of matrix for supporting and proliferation of the cells. In general, scaffolds have been categorized in three groups, including natural, synthetic, and hybrid (natural synthetic). Scaffolds combined with any chemical or physical properties are suitable for tissue engineering of the central nervous system if they are nontoxic, with size fiber of 200600 nm, with the gradual degradation of the scaffold after implantation in the body, and with capability of cell growth and proliferation. Conclusion: Recent investigations demonstrated that 3D culture is more mature and relevant to human and animal physiology than 2D cell culture. The hybrid scaffolds are best choice for fiber diameter size and high capacity of cell proliferation. The purpose of this review is to provide a general overview of scaffold design by natural and synthetic polymers and their effects on regeneration of the central nervous system