ساخت داربست‌های هیبریدی نانولیفی از پلی‌لاکتیک اسیدگرافن و ژلاتین برای کاربرد در مهندسی بافت استخوان

فرضیه: در بین نانوساختارها، نانوالیاف و نانوذرات به دلیل داشتن سطح ویژه زیاد و زیست‌سازگاری عالی کارایی چشمگیری در مهندسی بافت و رهایش کنترل‌شده دارو دارند.روش‌ها: در این پژوهش، تولید داربست‌های نانولیفی از پلی‌لاکتیک اسید (pla)، ژلاتین (gel) و گرافن (g) به‌منظور ارزیابی کاربرد آن‌ها در مهندسی بافت استخوان بررسی شده است. به‌کارگیری ترکیب پلیمر طبیعی ژلاتین به همراه پلیمر سنتزی pla به استفاده هم‌زمان از خواص پایداری مکانیکی مناسب pla و خواص زیستی منحصر به‌فرد gel منجر شد. بارگذاری گرافن در ساختار gel/pla موجب تشکیل نمد نانولیفی با شباهت زیاد به بافت استخوان شد. برای تولید داربست‌ها از دو پلیمر نامبرده، روش الکتروریسی هیبریدی به‌کار گرفته شد. محلول پلیمری gel از یک سرنگ و محلول پلیمری pla همراه با نانوذره گرافن از سرنگ دیگر تزریق شدند. یافته‌ها: مطالعه خواص شکل‌شناختی داربست‌های تولیدشده نشان داد، افزودن گرافن به محلول pla در ترکیب ژلاتینپلی‌لاکتیک اسید (gel/pla)، قطر الیاف تولیدشده را به‌طور معنی‌داری کاهش داده است. و افزودن ژلاتین به ترکیب pla و افزودن گرافن به ترکیب gel/pla زاویه تماس نمونه‌ها را کاهش داد. نانوالیاف هیبریدی g gel/pla تهیه‌شده در مجاورت سلول‌های استخوان زیست‌سازگاری خوبی نشان دادند و هیچ سمیت سلولی مشاهده نشد. سلول‌های رشدیافته روی داربست‌ها شکل‌شناسی پهن و دوکی‌شکل نشان داده و تقریباً به‌طور یکنواخت کل ساختار نمد را پوشاندند. نانوالیاف نهایی تولیدشده با توجه به داشتن شکل‌شناسی صاف و نانولیفی، رفتار سلولی خوب و آب‌دوستی بیشتر می‌توانند انتخاب مناسبی برای استفاده در بافت استخوان باشند.

Fabrication of Nanofibrous Hybrid Scaffolds from Polylactic AcidGraphene and Gelatin for Application in Bone Tissue Engineering

Hypothesis: Among nanostructures, nanofibers and nanoparticles have a tremendous efficiency in tissue engineering and controlled release of drugs due to their high specific surface area and excellent biocompatibility.Methods: The production of nanofibrous scaffolds from polylactic acid (PLA), gelatin (Gel) and graphene (G) has been conducted in order to investigate their application in bone tissue engineering. The use of a combination of natural and synthetic polymers resulted in simultaneous use of the appropriate mechanical stability of PLA and the unique biological properties of Gel. The loading of graphene in the Gel/PLA structure caused the formation of nanofibrous mat with great resemblance to bone tissue. For the production of scaffolds from two mentioned polymers, the dual electrospinning method was applied. Gelatin solution was injected from a syringe and PLA or PLAG solutions from another syringe. Findings: The morphological properties of the produced scaffolds showed that the addition of graphene to PLA solution reduced the diameter of the fabricated fibers, significantly. The addition of Gel to PLA and graphene to Gel/PLA decreased the contact angle of the samples. Gel/PLAG hybrid nanofibers revealed good biocompatibility in the presence of human osteosarcoma cells, and no trace of cellular toxicity was observed. The cells grown on the scaffolds exhibited a spindlelike and broad morphology and almost uniformly covered the entire mat structure. The fabricated nanofibers due to smooth and nanofibrous morphology, good cellular behavior and higher hydrophilicity can be a good candidate for use in bone tissue.