بررسي ميزان فعاليت آلكالين فسفاتاز سلول‌هاي استيوبلاست بر روي داربست‌هاي سه بعدي كامپوزيتي كيتوسان-ژلاتين/هيدروكسي آپاتيت

AlkalinePhosphatase Activity of Osteoblast Cells on Three-Dimensional Chitosan-Gelatin/Hydroxyapatite Composite Scaffolds

سابقه و هدف: در سال‌هاي اخير، داربست‌هاي كامپوزيتي ساخته شده از پليمرها و سراميك‌هاي زيست فعال، به علت خواص برتر آنها، كاربرد وسيعي در مطالعات مهندسي بافت استخوان پيدا كرده‌اند. در ميان پليمرهاي مختلف، كيتوسان و ژلاتين، به علت خواص مطلوبشان توجه بيشتري را به خود جلب كرده‌اند. در اين مطالعه، با استفاده از اين دو پليمر و نيز هيدروكسي آپاتيت كه به بخش معدني استخوان انسان شباهت دارد، داربست كامپوزيتي سه بعدي به روش خشكاندن انجمادي تهيه و رفتار سلول‌هاي استيوبلاست بر روي آن بررسي شد. هدف از انچام اين پژوهش ساخت و توسعه داربستي مناسب و زيست فعال براي كاربرد در مهندسي بافت استخوان مي‌باشد. مواد و روشها: در اين مطالعه آزمايشگاهي، جهت ارزيابي تاثير ميزان ژلاتين موجود در داربست‌ها بر خواص بيولوژيكي آنها، سه درصد مختلف از ژلاتين (0، 10، و 20 %) به داربست‌هاي كامپوزيتي اضافه شدند. همچنين جهت بررسي خواص بيولوژيكي داربست‌ها، سلول‌هاي استيوبلاست بر روي آنها كشت داده شده، رفتار آنها مورد بررسي قرار گرفت. براي انجام اين بررسي‌ها، آناليز ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و تست سنجش فعاليت آلكالين فسفاتازي (ALP) انجام شدند. يافته‌ها: آناليز SEM، چسبندگي سلولي زياد و تكثير آنها درون داربست‌ها را نشان داد. فعاليت آلكالين فسفاتازي سلول‌هاي استيوبلاست، مناسب بودن داربست‌هاي كامپوزيتي شامل غلظت‌هاي بيشتر ژلاتين را نسبت به بقيه داربست‌ها، همچنين ميزان فعاليت بالاي سلول‌هاي استيوبلاست بر روي تمامي داربست‌ها را به طور كلي نشان داد. نتيجه‌گيري: داربست زيست فعال كامپوزيتي كيتوسان-ژلاتين/هيدروكسي آپاتيت، به عنوان داربستي مناسب، براي اهداف بازسازي بافت استخوان پيشنهاد مي‌شود.

Objective: In recent years, composite scaffolds made of polymers and bioactive ceramics have found numerous applications in bone tissue engineering due to their superior properties. Among various polymers, chitosan (Cs) and gelatin (Gel) gained more attention because of their desirable properties. In this study, by using these two polymers and hydroxyapatite (HA) which resembles inorganic phase of human bone, three-dimensional composite scaffolds were prepared by freeze-drying method and behavior of osteoblast cells on them was evaluated. Thisstudy aimed at preparing an appropriate bioactive scaffold for bone tissue engineering. Methods: In order to evaluate the effect of gelatin concentration onbiological properties of scaffolds, three different concentrations of gelatin (0,10, and 20%) were added to composite scaffolds. For assessment of the biological properties of scaffolds, osteoblast cells were cultured on the composite scaffolds and their behavior was monitored. Scanning electron microscopy (SEM)analysis and alkaline phosphatase activity (ALP) test were carried out to assess the mentioned factors Results: SEM analysis showed high cell attachment and proliferation on the scaffolds. Alkaline phosphatase activity of osteoblast cells indicated the suitability of composite scaffolds containing a higher concentration of gelatin compared to other concentrations as well as overall high activity of osteoblast cells on all scaffolds. Conclusion: Cs/Gel/HA bioactive composite scaffold is recommended for bone tissue regeneration purposes as a suitable scaffold.