مروري بر روش‌هاي به‌كار رفته براي بهبود نفوذ سلولي در داربست‌هاي نانوليفي الكتروريسي شده

A Review on Different Approaches for Improving Cell Infiltration in Electrospun Nanofibrous Scaffolds

در سال‌هاي اخير الكتروريسي با قابليت ايجاد ميكرو-نانوالياف پليمري مشابه ساختار ليفي ماتريس خارج سلولي توجه بسياري را در توليد داربست‌هاي مهندسي بافت به خود معطوف ساخته است. شبيه‌سازي آرايش ليفي ماتريس خارج سلولي در بدن، نسبت سطح به حجم بالا، ميزان تخلخل قابل توجه و پيوستگي كامل خلل و فرج‌ها از مهم‌ترين مزاياي ساختارهاي الكتروريسي شده است. درصد تخلل بالا و پيوستگي خلل و فرج در اين داربست‌ها، چسبندگي و رشد مناسب سلولي را به‌دنبال خواهد داشت. اما به سبب كوچكي اندازه حفرات و تراكم بالاي الياف، نفوذ سلولي در داربست‌هاي الكتروريسي شده محدود است. نفوذ سلولي اندك در داربست‌هاي الكتروريسي كاهش مهاجرت سلولي به بخش‌هاي داخلي ساختار، توزيع غير يكنواخت جمعيت سلولي در كل داربست، رگ‌زايي كم و نفوذ اندك بافت را به‌دنبال دارد. در واقع داربست الكتروريسي شده بيش از آن‌كه يك محيط سه‌بعدي براي اسكان و فعاليت‌هاي سلولي فراهم آورد يك بستر دو‌بعدي محسوب مي‌شود. تا كنون روش‌هاي اصلاح شده الكتروريسي يا اصلاحات پس از فرآيند بسياري براي حل اين مشكل پيشنهاد شده است كه تغييرات كوچك در پارامترهاي الكتروريسي تا روش‌هاي پيچيده با نيازمندي‌هاي خاص را مورد توجه قرار داده است. در بسياري از اين تلاش‌ها مستقيماً با دستكاري مشخصات نمونه الكتروريسي شده نفوذ سلولي بهبود يافته است. حال آن كه در برخي ديگر تشويق مهاجرت سلولي بدون تغيير ويژگي‌هاي نمونه الكتروريسي شده مورد توجه قرار گرفته است. در اين مقاله مروري سعي بر اين است تلاش‌هاي انجام شده در زمينه بهبود نفوذ سلولي در نانوالياف الكتروريسي شده به تفضيل ارايه شود.

In recent years, electrospinning that has the capability to form polymeric nano-/microfibers has gained substantial attention for fabrication of tissue engineering scaffolds. The morphological resemblance to native extracellular matrix (ECM), high surface to volume ratio, high porosity, and pore interconnectivity are amongst the brilliant features of electrospun structures. The high surface area to volume ratio and interconnected pores of these fibrous meshes confer desirable cell attachment and growth. However, due to small pore sizes and high packing density of electrospun nanofibers, cell penetration into a conventional electrospun mat is completely restrained. Scarce cell infiltration in turn prohibit cell migration into internal parts of the scaffold, cause inhomogeneous cell distribution throughout the structure, limit vascularization, and impede tissue ingrowth. In fact, traditional electrospun nanofibrous scaffolds in practice act as two-dimensional (2D) surfaces rather than three-dimensional (3D) microenvironments. Thus far, a number of approaches have been employed to solve this problem, which range from simple variations in electrospinning parameters to intricate post-processing modifications. Some efforts directly manipulate the electrospun mat characteristics to enhance cell penetration, while others combine cells with scaffolds or encourage cells to migrate into internal parts with different stimuli. In the present study, we have attempted to provide an overview of different approaches offered for improving cell infiltration in electrospun scaffolds.