مطالعه و ارزيابي هيدروژل تركيبي آگاروز-ژلاتين به عنوان بستر حامل سلول براي به‌كارگيري در سلول‌درماني

مطالعه و ارزيابي هيدروژل تركيبي آگاروز-ژلاتين به عنوان بستر حامل سلول براي به‌كارگيري در سلول‌درماني

امروزه "سلول‌درماني" بر پايه انكپسولاسيون سلول ها، نويدي اميدبخش براي درمان بسياري از بيماري‌ها به‌شمار مي‌رود. فناوري انكپسولاسيون سلولي روشي است كه در آن سلول‌هاي ترشح كننده عوامل درماني درون حامل‌هاي پليمري زيست‌سازگار تثبيت شده و دور از دسترس سيستم ايمني، به بدن منتقل مي‌شوند. هيدروژل‌ها دسته‌اي از مواد پليمري آب‌دوست با ساختار شبكه‌اي هستند كه حاوي مقادير بالايي آب بوده و به دليل زيست‌سازگاري مطلوب و تقليد ويژگي‌هاي طبيعي ماده زمينه خارج سلولي، داراي شاخص‌هاي ايديال براي كاربرد در اين زمينه‌اند. اين دسته از مواد امكان اختلاط يكنواخت سلول‌ها، عوامل درماني، فاكتورهاي رشد را فراهم مي‌كنند. هيدروژل‌هاي حساس به دما قادر به ايجاد حامل‌هاي سلولي پايدار در پاسخ به تغييرات دمايي هستند؛ از اين رو به‌طور گسترده در كاربردهاي انكپسولاسيون سلولي و مهندسي بافت به كار گرفته شده‌اند. هدف از اين مطالعه، سنتز؛ ارزيابي و انتخاب تركيبي بهينه از آگاروز و ژلاتين- دو بيوپليمر ژل‌ساز حساس به دما- براي به‌كارگيري در انكپسولاسيون سلول‌هاست. علاوه بر تعيين نقطه ژلينگي، استحكام و پايداري نمونه‌ها تحت شرايط فيزيولوژيك از طريق بررسي تخريب‌پذيري و رهايش ژلاتين مورد ارزيابي قرار گرفت و چسبندگي سلولي و آزمون سمّيت سلولي نيز بررسي شد. بر مبناي نتايج، هيدروژل با نسبت مشابه دو جزي (1:1)، دماي تبديل ژل در حدود دماي بدن را نشان مي‌دهد. نمونه هاي حاوي 50% يا بيشتر آگاروز پايداري مناسبي را در شرايط فيزيولوژيك فراهم نمودند. ارزيابي مكانيكي مويد رفتار ويسكوالاستيك نمونه ها بوده هرچند با افزايش ميزان ژلاتين، نمونه‌ها الاستيك تر رفتار مي‌كنند. در بررسي زيست‌سازگاري، هيچ گونه سمّيت سلولي مشاهده نشد؛ همچنين افزودن ژلاتين به آگاروز، خواص چسبندگي سلولي و زيست‌سازگاري را بهبود بخشيده است. هيدروژل تركيبي ژلاتين- آگاروز با نسبت مشابه اجزا قابليت كاربرد به عنوان حامل سلولي در انكپسولاسيون سلولي را داراست.

Cell therapy based on cell encapsulation technology holds out the promise of the treatment of many diseases. The technology of cell encapsulation represents a strategy in which cells that secrete therapeutic products are immobilized and immunoprotected within polymeric and biocompatible carriers. Hydrogels - highly hydrated polymer networks- have ideal characteristics for this application because of good biocompatibility and mimicking natural ECM properties. They can homogeneously incorporate and suspend cells, growth factors, and other bioactive compounds. Temperature-sensitive hydrogels, which can form implants in situ in response to temperature change, from ambient to body temperature, have been extensively used in various cell encapsulation, and tissue repair. The objective of this study was preparation, Characterization and selection the optimum composition of agarose-gelatin blend hydrogel, for cell encapsulation application. In order to obtain hydrogel with appropriate properties, rheological, mechanical, and structural characteristics of obtained hydrogels were examined. Furthermore, the stability of samples was characterized by degradation and gelatin release measurements under physiological condition. Cell attachment and cytotoxicity analysis were also performed. Based on the results, hydrogel containing a 1:1 mixture of gelatin and agarose exhibited sol-to-gel transition near body temperature. Samples contain 50% agarose and more, exhibited mechanical integrity under physiological condition. Indentation test of the mechanical properties demonstrated viscoelastic behavior of the blend gelatin-agarose hydrogels under static load; however by increasing the agarose portion, hydrogel behaved more elastically. In vitro biocompatibility experiments showed undetectable cytotoxicity of the hydrogels. Also adding gelatin to agarose modified cell attachment behavior. The results of this study indicate the possibility of the potential use of prepared thermo-responsive agarose/gelatin conjugate with nearly same portion of two components as cell encapsulation carrier.