بررسي پاسخ هيستولوژيك، ايمونولوژيك و بيوشيميايي به تزريق زيرجلدي داربست هيدروژلي تركيبي طراحي‌شده براي كانال‌هاي دنداني در موش سوري

پيش‌زمينه و هدف: زيست سازگاري به معني نبود مطلق سميت سلولي نيست. درصورتي‌كه ماده ايمپلنت شده عملكرد خود را در بدن ايفا كند و فعل‌وانفعالات بين مواد و سلول انجام شود و اندام موردنظر عملكرد طبيعي خود را حفظ كند طوري كه واكنش عمومي بدن نيز طبيعي باشد ماده موردنظر زيست سازگار است. هدف از اين مطالعه بررسي اثرات هيستولوژيك، ايمونولوژيك و بيوشيميايي به تزريق زير جلدي هيدروژل‌هاي كلاژن+PCL-PEG-PCL، ژلاتين+PCL-PEG-PCL و آلژينات+PCL-PEG-PCL جهت تزريق به‌صورت زير جلدي در موش بعد از گذشت 30 روز مي‌باشد. مواد و روش‌ كار: داربست‌ها با روش فريزدراينگ تهيه‌شده با استفاده از روش‌هاي FTIR مشخصه يابي شد. 500 ميكروليتر داربست هيدروژلي به ناحيه dorsal flank موش سوري نژاد Swiss CD1 تزريق شد. حيوانات به گروه‌هاي شاهد، كلاژن+PCL-PEG-PCL، ژلاتين+PCL-PEG-PCL و آلژينات+PCL-PEG-PCL تقسيم شدند. موش‌ها بعد از 30 روز جهت بررسي زيست سازگاري داربست با استفاده از اوردز داروي بيهوشي دي اتيل اتر يوتنايز شدند. پوست، كبد و كليه حيوانات جهت مطالعات هيستوپاتولوژيك، بيان ژن و آنزيمي نمونه‌برداري شدند. يافته‌ها: در اين مطالعه داربست هيدروژلي تركيبي به‌خوبي ساخته شده سپس مشخصه يابي شد.. نسبت آسپارتات آمينوترانسفراز (AST) به آلانين آمينوترانسفراز (ALT) مي‌تواند آسيب كبدي را از ساير احتمالات تمييز نمايد. در گروه‌ها در بررسي آنزيمي نسبت AST به ALT در گروه آلژينات+ PCL-PEG-PCL بالاتر از ساير موارد است (9/2 برابر گروه كنترل) ولي باوجود اختلاف، بين گروه‌ها اختلاف معني‌داري (آناليز بيوشيميايي خون) ازلحاظ آماري معني‌دار نبود مشاهده نشد. در مطالعه حاضر در گروه كنترل و كلاژن+ PCL-PEG-PCL ميزان بيان ژن اينترلوكين 10، چهار برابر كم‌تر از گروه‌هاي آلژينات+ PCL-PEG-PCL و ژلاتين + PCL-PEG-PCL است كه اختلاف در سطح معني‌دار مي‌باشد (0.001>P). ژن‌هاي SOD، CAT و CD31، در گروه PCL-PEG-PCL+ آلژينات به ترتيب 8/10، 3/3 و 5/3 برابر بيان بيشتري را نسبت به ژن بتا اكتين نشان دادند و تفاوت معني‌داري نسبت به ساير گروه‌هاي موردمطالعه نشان داد (0.001>P). در بررسي هيستوپاتولوژيك در بازرسي خارجي و بررسي ماكروسكوپيك اندام‌ها، نشانه‌اي از بروز عوارض سيستميك از قبيل شوك، سپتي سمي، توكسمي و يا واكنش‌هاي التهابي گسترده در هيچ‌يك از گروه‌ها مشاهده نشد. بحث و نتيجه‌گيري: با توجه به نتايج مطالعه حاضر مي‌توان چنين نتيجه‌گيري كرد كه داربست تركيبي كلاژن+PCL-PEG-PCL عوارض كم‌تري نسبت به ساير گروه‌ها داشته است. احتمالاً داربست (كلاژن+PCL-PEG-PCL) زيستسازگار محسوب شده و قابليت استفاده در مطالعات آتي جهت انتقال دارو، سلول و فاكتورهاي رشد را دارا مي‌باشد و مي‌توان به‌عنوان داربست مناسب در مهندسي بافت (پوست‌واستخوان) استفاده كرد

Background & Aims: Biocompatibility does not mean the absolute lack of cytotoxicity. If the implant material performs its function in the body and keeps the interaction between the material and the cell in the body and the organ maintains its normal function, in a way that the general reaction of the body is normal, then we can say the material is biocompatible. The aim of this study was to evaluate the histological, immunological, and biochemical effects of collagen + PCL-PEG-PCL, gelatin + PCL-PEG-PCL, and alginate + PCL-PEG-PCL in mice after 30 days of subcutaneous injection. Materials & Methods: The scaffolds were prepared by freeze-thinning and characterized using FTIR methods. A 500 μl hydrogel scaffold was injected into the dorsal flank region of a Swiss CD1 mouse. Animals were divided into control, collagen + PCL-PEG-PCL, gelatin + PCL-PEG-PCL, and alginate + PCL-PEGPCL groups. The mice were euthanized after 30 days to investigate the biocompatibility of the scaffold with the use of antidiabetic drugs. Skin, liver, and kidney were sampled for histopathological investigation, gene expression, and enzyme expression. Results: In this study, a hybrid hydrogel scaffold was well-constructed and characterized. The ratio of aspartate aminotransferase (AST) to alanine aminotransferase (ALT) can distinguish liver damage from other possibilities. In the enzymatic study, the ratio of AST to ALT in the alginate + PCL-PEG-PCL group was higher than the others (2.9 times more than that of the control group). Despite the differences between the groups (blood biochemical analysis), no significant differences were observed in the enzymatic study between the groups. In the present study, in the control and collagen + PCL-PEG-PCL groups, the expression level of interleukin 10 gene was four times lower than the alginate + PCL-PEG-PCL and gelatin + PCL-PEGPCL groups, and the findings showed significant differences (p <0.001). SOD, CAT, and CD31 genes in the PCL-PEG-PCL + alginate group showed 10.8, 3.3, and 3.5 times more expression than the beta-actin gene, respectively, and demonstrated significant differences compared to the other groups (p <0.001). In histopathological examination of external examination and macroscopic examination of organs, there was no indication of systemic complications such as shock, septicemia, toxemia, or extensive inflammatory reactions in any of the groups. Conclusion: According to the results of this study, it can be concluded that the combination scaffold of collagen + PCL-PEG-PCL has fewer complications than other groups. The scaffold (collagen + PCL-PEGPCL) is likely to be biocompatible and has the potential for future studies to transfer the drug, cell and growth factors and it can be used as a suitable scaffold for tissue engineering (skin and bone).