مطالعه تشكيل بيوفيلم، خواص ضدباكتريايي و سميت سلولي داربست نانواليافي پلي‌كاپرولاكتوني الكتروريسي‌شده

A Study on Biofilm Formation, Antibacterial Properties and Cell Viability of Poly (ε-Caprolactone)-Based Electrospun Nanofibrous Scaffold

اهداف: در سال‌هاي اخير داربست‌هاي نانواليافي زمينه پليمري به‌دليل اثرات ضدميكروبي در مهندسي بافت پوست مورد توجه زيادي قرار گرفته‌اند. هدف از اين پژوهش توليد و مشخصه‌يابي خواص آنتي‌باكتريال داربست‌هاي نانواليافي زمينه پليمري است. مواد و روش‌ها: در مطالعه تجربي حاضر داربست نانواليافي پلي‌كاپرولاكتون به روش الكتروريسي ساخته شد. بررسي‌هاي ريزساختاري و مطالعات چسبندگي باكتريايي با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي صورت گرفت. براي انجام آزمون‌هاي ضدباكتريايي از آزمون‌هاي ميكرودايلوشن و تشكيل بيوفيلم بر سويه‌هاي استاندارد گرم منفي اشرشيا كلي و سودوموناس آئروژينوزا، گرم مثبت استرپتوكوكوس موتانس و استافيلوكوكوس اورئوس و براي مطالعه سميت سلولي از آزمون MTT بر سلول‌هاي سرطاني رده هلا و HT1080 استفاده شد. يافته‌ها: نتايج اين پژوهش نشان داد كه اين داربست نانواليافي خواص ضدباكتريايي و ضدتشكيل بيوفيلم بر همه سويه‌ها دارد اما در مشاهدات ميكروسكوپ الكتروني و آزمون ميكرودايلوشن بيشترين اثر بر سويه سودوموناس آئروژينوزا و در غلظت يك‌ميلي‌گرم بر ميلي‌ليتر عصاره داربست نانواليافي مشاهده شده، اما در آزمون تشكيل بيوفيلم بيشترين اثر بر سويه استافيلوكوكوس اورئوس و در غلظت 8ميكروگرم بر ميلي‌ليتر عصاره حاصل شد. همچنين نتايج آزمون‌هاي سميت‌سنجي سلولي نيز نشان داد كه عصاره داربست‌هاي سنتزشده روي سلول‌هاي سرطاني فيبروبلاست انساني (HT1080) اثرات سمي بيشتري داشته و پس از 48ساعت منجر به كاهشي در حدود 40% تعداد آنها مي‌شود. نتيجه‌گيري: داربست‌هاي نانواليافي پلي‌كاپرولاكتون توليدشده به روش الكتروريسي، بالقوه مي‌توانند گزينه اميدبخشي در كاربردهاي مهندسي بافت پوست با قابليت جلوگيري از تشكيل بيوفيلم در محل ترميم زخم و نيز كاهش تعداد سلول‌هاي سرطاني باشند.

Aims: Recently, polymer-based nanofibrous scaffolds have attracted great attention due to their significant antibacterial properties in the field of dermatological applications. In this study, a polycaprolactone-based nanofibrous scaffold has been fabricated using the electrospinning method. The aim of this study was to evaluate the antibacterial effect of electrospun nanofibrous structures. Materials and Methods: In this experimental study, the structure and bacterial attachment on polymeric nanofibrous scaffolds were studied by Scanning Electron Microscopy (SEM). In addition, antibacterial properties of nanofibrous scaffolds were studied on two gram-negative bacteria of Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa and two gram-positive bacteria of Staphylococcus aureus and Streptococcus mutans, using microdilution method and biofilm assay. Moreover, MTT assay was performed on HeLa and human fibrosarcoma cell line (HT1080) cancerous cell lines to evaluate the cell viability. Findings: The results of this study showed that nanofibrous scaffold revealed a significant antimicrobial and anti-biofilm formation effect on all of the studied bacterial strains, but in microscopic observations and microdilution assay was observed on Pseudomonas aeruginosa in 1mg/ml of nanofibrous scaffold extract concentration, while the major effect in biofilm assay was observed in 8µg/ml of extract concentration. Moreover, the cell viability studies showed that the most significant effect was shown on HT1080 cell line which has drastically decreased by 40% after 48 hours in comparison with the control. Conclusion: These results show that electrospun nanofibrous PCL-based scaffolds are potentially promising for dermal tissue engineering applications, due to anti-biofilm effects and capability of reducing the number of cancerous cells in the wound site.