Abstract

Bone tissue engineering is a promising alternative method for treating bone loss by a combination of biomaterials and cells. In this study, we fabricated biocomposite scaffolds by blending chitosan (CS), alginate (Alg) and nano-silica (nSiO₂), followed by freeze drying. The prepared scaffolds (CS/Alg, CS/Alg/nSiO₂) were characterized by SEM, FT-IR and XRD analyses. In vitro studies such as swelling, biodegradation, biomineralization, protein adsorption and cytotoxicity were also carried out. The scaffolds possessed a well-defined porous architecture with pore sizes varying from 20 to 100 μm suitable for cell infiltration. The presence of nSiO₂ in the scaffolds facilitated increased protein adsorption and controlled swelling ability. The scaffolds were biodegradable and the addition of nSiO₂ improved apatite deposition on these scaffolds. There was no significant cytotoxicity effect of these CS/Alg/nSiO₂ scaffolds towards osteolineage cells. Thus, these results indicate that CS/Alg/nSiO₂ scaffolds may have potential applications for bone tissue engineering

چکیده

مهندسی بافت استخوان روشی جایگزین و امیدوار کننده برای درمان صدمات استخوانی با استفاده از ترکیبات بیو متریال و سلول هاست. در این تحقیق ما به وسیله امتزاج کیتوسان (CS)، آلژینات ( Alg) و نانو سیلیکا (Sio₂) و به دنبال آن به وسیله انجماد خشک، داربست های کامپوزیتی زیستی را ساختیم. داربست آماده شده را به وسیله آنالیز های XRD، FT-IR و SEM شرح کردیم. در مطالعات آزمایشگاهی پارامترهایی از قبیل تورم، زیست تخریب پذیری، جذب پروتئین و سمیت همچنین مورد بررسی قرار گرفتند. داربست ها با سایز تخلخل مختلف از 20 تا 100 میکرومتر، مناسب برای نفوذ سولی، ساختار متخلخل بسیار خوبی داشتند. حضور nSio₂ در داربست باعث افزایش و تسهیل جذب پروتئین و همچنین استعداد تورم داربست را کنترل کرد.

1- مقدمه

استخوان یک بافت حمایتی زنده و پیچیده است. اسخوان در تعیین چارچوب ساختار کاری (عملکردی)، حمایت مکانیکی و انعطاف پذیری نقش اساسی دارد. جدای از این، استخوان همچنین درگیر عملکرد های دیگری چون: ذخیره سازی مواد معدنی و هموستاز، تنظیم PH خون و عملکری های ثا نویه دیگر است [1]. نقص های استخوانی اغلب با روش پیوند زنی درمان خواهد شد ولی عمل های جراحی به دلایلی همچون: محدودیت مقدار بافت، عدم زیست سازگاری، عدم پذیرش سیستم ایمنی بدن [2] و خطر انتقال بیماری ها، محدود شده است. داربیت زیست تخریب پذیر به عنوان یک چهارچوب اسکلتی موقت جهت حمایت و القای بازسازی بافت استخوانی به بدن در منطقه ای که استخوان از دست داده است، اضافه خواهد شد. این در حالی است که بافت کارگذاری شده به تدریج تجزیه و توسط بافت جدید جایگزین خواهد شد. داربست نتنها باید چسبندگی، تکثیر و تمایز و تفکیک پذیری سلولی را ارتقا دهد بلکه باید سازگاری، زیست تخریب پذیری، ارائه افزایش نسبت سطح به حجم با مقاومت مکانیکی مشخص و به شکل مطلوب قالبگیری شده باشد...