بررسی نقش متیل سلولز در ساختار هیدروژل حساس به گرما به‌عنوان سامانه قابل‎تزریق برای کاربرد در مهندسی بافت نرم: ساخت و شناسایی

یکی از چالش‌های پایه‎ای در مهندسی بافت، انتخاب نوع بسپار و طراحی ساختار مناسب برای هیدروژل‌ها است. در این بررسی، برای ساخت بسترهای هیدروژلی با قابلیت‎تزریق، حساس به گرما، ویژگی فیزیکی و مکانیکی مشابه با بافت‌های نرم بدن، هیدروژل انایزوپروپیل آکریل آمید/ اکریلیک اسید/ اناکریلوسوکسینامید/2هیدروکسی‎اتیل متاکریلات‌پلی‌لاکتید (nipaam/aac/nas/hemapla) با روش بسپارش حلقه باز در نسبت‌های مولی متفاوت ساخته شد. هیدروژل گروه 1 با نسبت مولی10/5/5/80 به‌عنوان گروه ایده‌ال درنظر گرفته شد. برای بهبود ویژگی هیدروژل، متیل سلولز به گروه گفته‎شده، افزوده شد (گروه4). ویژگی فیزیکوشیمیایی، مکانیکی و زیستی هیدروژل‌ها نیز موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد، نسبت مولی بسپارها در افزایش آب‌دوستی، تخلخل، کشسانی مشابه با بافت نرم و بهبود تکثیر سلولی، نقش مهمی را ایفا می‎کند. حضور متیل سلولز نیز منجر به بهبود ویژگی‎های یادشده می‌شود. هیدروژل‌های گروه‎های 1 و 4 در مقایسه با گروههای دیگر، به‌دلیل آب‎دوستی بالای 51 % و مدول کشسانی مشابه با بافت قلب (به‎ترتیب 22/79 % و 1/68 کیلوپاسگال) و سازگاری‎زیستی بالای 94 %، محیط ایده‌الی را برای بهبود فعالیت‌های سلولی ایجاد می‌کنند. به نظر می‎رسد هیدروژل‌های یادشده (گروه‌های1 و 4) توانایی پیروی از بافت‌های نرم مانند قلب را دارند و در روند ترمیم و بازسازی موثر خواهند بود. از سوی دیگر، این هیدروژل‌های قابل‎تزریق و حساس به گرما امکان مخلوط‎شدن یکنواخت سلول‌ها و عامل‎های رشد را فراهم می‎کنند و می‎توانند در سلول درمانی بافت‎های نرم نیز کاربردی باشند.

Evaluation of methylcellulose role in thermosensitive hydrogel structure as injectable system for tissue engineering application: fabrication and characterization

One of the challenges in tissue engineering is polymer material selection and design of a suitable structure for hydrogels. In this study, Nisopropylacrylamide/Acrylic acid/NAcryloxysuccinicimide/2Hydroxyethyl methacrylatepoly lactide hydrogel  (NIPAAm/AAC/NAS/HEMAPLA) was prepared with various molar ratio by ringopening polymerization method to fabricate hydrogel substrate with properties of injectability, thermosensitive, physical and mechanical similar of soft tissues. The hydrogel with the ratio of 80/5/5/10 was selected as ideal groups (group 1). Methylcellulose was also used in the hydrogel structure to improve quality of the hydrogel (group 4). Then, the physicochemical, mechanical and biological properties of the hydrogels were evaluated. The results showed, molar ratio of polymers not only plays an important role in enhancing hydrophilicity, porosity, elastic moduluslike soft tissues, and cell proliferation, but also the presence of methyl cellulose lead to the improvement of the mentioned properties. So that, hydrogels of groups 1 and 4 provide an ideal environment for improving cellular activities due to hydrophilicity of more than 51%, elastic moduluslike cardiac tissues (68.1 kPa and 79.22 kPa, respectively), biocompatibility above 90%, with compared to other groups. It seems that the mentioned hydrogels (1 and 4 groups) can imitate soft tissue properties such as cardiac and be effective to regenerate and repair. In the other hand, these thermosensitive and inject ability hydrogels lead to a uniform mixing of cells and growth factors, as well as can apply to the cell therapy of soft tissue.