ارزيابي تمايز استخواني سلول­هاي بنيادي مزانشيمي كشت شده بر روي داربست پلي-سوربيتول­سباسات تحت تنش برشي در بيوراكتور

Evaluation of the Mesenchymal Stem Cells Osteogenic Differentiation Cultured on Poly Sorbitol Sebacate Scaffold Under Shear Stress in Bioreactor

يك تنظيم كننده قوي آنابوليسم استخوان، بارگذاري فيزيكي است. با اين حال مطالعات كمي محرك­هاي فيزيكي مانند برش سيال براي هدايت مستقيم تعهد دودمان استخواني سلول­هاي بنيادي مزانشيمي بر روي داربست را ارزيابي كرده­اند. در اين مطالعه ما يك داربست فيلمي پلي­سوربيتول­سباسات (PSS) با نسبت مولي 1:4 سوربيتول به سباسيك اسيد ساختيم و خواص فيزيكي و مكانيكي، زيست­سازگاري و چسبندگي آن را مشخص كرديم. مدول يانگ براي پليمر در دو شرايط خشك و مرطوب به ترتيب 7422/0 ±3434/6 و 0617/0 ±3471/6 محاسبه شد. زاويه تماس داربست به طور ميانگين 644/1 ±806/88 اندازه­گيري شد. در مرحله بعد با كشت سلول­هاي بنيادي مزانشيمي (MSC) بر روي داربست PSS، يك رژيم جريان سيال با تنش برشي 1 پاسكال و فركانس 1 هرتز در بيوراكتور صفه موازي بر روي سلول­ها به مدت 4 روز براي مدت زمان 1 ساعت اعمال شد. بررسي بيان پروتئين­هاي اختصاصي استئوپونتين، استئوكلسين، كلاژن1 و آليزارين­رد نشان مي­دهد كه سطح بيان پروتئين­ها در شرايط ديناميكي در مقايسه با شرايط استاتيكي افزايش يافته­است. اين مطالعه مي­تواند بينش­هايي را در مورد تاثير بارگذاري­هاي مكانيكي بر روي سلول­هاي بنيادي مزانشيمي به همراه ويژگي داربست مانند هدايت استخواني در شرايط آزمايشگاهي براي كاربردهاي مهندسي بافت استخوان ارائه دهد.

A strong regulator of bone anabolism is physical loading. However, few studies have evaluated physical stimuli such as fluid shear for osteogenic differentiation of MSCs on the scaffold. In this study, we made a poly sorbitol sebacate film scaffold with a molar ratio of 1:4 sorbitol to sebacic acid and characterized its physical and mechanical properties, biocompatibility and adhesion. Young s modulus for the polymer was calculated as 6.3434±0.7422 and 6.3471±0.617 respectively in dry and wet conditions. The contact angle of the scaffold was measured as 88.806±1.644 on average. In the next step, by cultivating mesenchymal stem cells on the poly sorbitol sebacate scaffold, a fluid flow with a shear stress of 1 Pa and a frequency of 1 Hz was applied to the cells in a parallel plate bioreactor for 4 days and for 1 hour. Examining the expression of specific proteins Osteopontin, Osteocalcin, Collagen, and Alizarin red show that the level of expression of proteins in dynamic conditions is increased compared to static conditions. This study can provide insights loading on MSCs along with scaffold properties such as bone conduction in vitro for bone tissue engineering applications.