توسعه سامانه هیدروژلی مبتنی بر زیست مواد حاوی میکرو ذرات پروتئینی به‌منظور ترمیم در حوزه مهندسی بافت اندودانتیکس

به گزارش روابط‌عمومی دانشگاه علوم پزشکی تهران دانشکده داروسازی، ژورنال کلاب گروه زیست مواد دارویی ۲۹ خرداد ۱۴۰۳ با عنوان " طراحی و ساخت سیستم نوین انتقال و رهایش فاکتورهای رشدی جهت کاربرد در ترمیم کمپلکس عاج – پالپ " به ارائه دکتر ساینا شمس زاده دندانپزشک(دکترای تخصصی مهندسی بافت) با مشاوره دکتر محمد اکرمی عضو هیئت‌علمی گروه زیست مواد دارویی دانشکده داروسازی و راهنمایی دکتر سعید عسگری رئیس مرکز تحقیقات اندودنتیکس پژوهشکده علوم دندانپزشکی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی اختصاص یافت. 

 

چکیده‌ای از این ژورنال کلاب به شرح زیر است: 

 

هدف در مطالعه حاضر طراحی و ساخت سامانه نوین هیدروژلی حساس به حرارت هسته پوسته متیل سلولز ژلاتین بود که بتواند ترکیب آنتی‌بیوتیکی سه‌گانه  پنی‌سیلین جی، مترونیدازول و سیپروفلوکساسین را به مدت پنج‌روز و میکرو ذرات بارگذاری شده با فاکتورهای رشدی را به مدت ۱۴ روز آزاد کند و سبب بازسازی کمپلکس عاج پالپ شود. 

این پژوهش در سه‌فاز انجام شد. در فاز اول اثر تحریک هم‌زمان فاکتورهای رشدی 2 BMP و TGF-β1 با زمان‌بندی‌های مختلف در محیط کشت مورد بررسی قرار گرفت. در فاز دوم ریزذرات نانو میکرو ذرات هسته پوسته کیتوزان آلژینات بارگذاری شده با پروتئین با استفاده از روش الکترو اسپری کواکسیال تهیه و سپس مشخصه‌یابی شدند. 

در فاز سوم فاکتورهای رشدی در میکرو ذرات هسته پوسته به نحوی بارگذاری شدند تا 2 BMP به مدت ۱۴ روز TGF- β1 برای روزهای ۷ تا ۱۴ آزاد شوند. در مرحله بعد، هیدروژل هسته پوسته متیل سلولز ژلاتین به‌گونه‌ای طراحی شد تا قسمت پوسته حاوی ترکیب آنتی‌بیوتیکی سه‌گانه و قسمت هسته حاوی میکرو ذرات هسته پوسته بارگذاری شده با فاکتورهای رشدی باشند. سپس هیدروژل مشخصه‌یابی شد و اثر سامانه طراحی شده بر تمایز عاجی سلول‌های بنیادی پالپ دندان بررسی شد. در نهایت میزان التهاب سامانه طراحی شده در بافت هم‌بند موش صحرایی مورد ارزیابی قرار گرفت. 

 

نتایج این پژوهش نشان داد که بهترین تمایز عاجی پس از تیمار سلول‌های بنیادی پالپ دندان با 2BMP  به مدت ۱۴ روز و GB1 از روز ۱۴ به دست آمد. میکرو ذرات و نانوذرات توزیع اندازه ذره‌ای یکنواخت تخلخل و مورفولوژی مناسبی از خود نشان دادند. سازگاری خونی سلولی مناسبی در میکرو ذرات در تمام غلظت‌ها و در نانوذرات در غلظت‌های کمتر از ۲۵۰ میکروگرم در میلی‌لیتر مشاهده شد. علاوه بر این نانوذرات جذب سلولی و جذب پروتئینی بیشتری نسبت به میکرو ذرات نشان دادند. هیدروژل دارای ساختاری متخلخل بود. مطالعات رئولوژی نشان داد که ژل شدن سامانه پس از ۱۲ دقیقه در دمای ۳۷ درجه سانتیگراد رخ می‌دهد آنتی‌بیوتیک‌ها طی ۵ روز و فاکتورهای رشدی طی ۱۴ روز به‌صورت متوالی و با الگوی کنترل شده و آهسته رهش آزاد شدند. سامانه هیدروژلی فعالیت ضدباکتریایی مناسبی از خود نشان داد. 

 

استفاده از این سامانه سبب بیان نشانگرهای زیستی عاجی پس از ۱۴ روز شد. در مطالعه حیوانی هیدروژل طراحی شده التهاب خفیفی کمتر از ۱۰ درصد را پس از دو ماه از خود نشان داد به‌عنوان نتیجه‌گیری سامانه هیدروژلی حساس به حرارت هسته پوسته حاوی ترکیب آنتی‌بیوتیکی سه‌گانه و میکرو ذرات هسته پوسته بارگذاری شده با فاکتورهای رشدی دارای خصوصیات فیزیکوشیمیایی فعالیت زیستی و بیولوژیکی قابل‌قبول است. استفاده از این سامانه می‌تواند منجر به افزایش بیان نشانگرهای زیستی عاجی در محیط برون تنی و زیست‌سازگاری مناسب در محیط درون تنی شود. به‌منظور استفاده بالینی از سامانه طراحی شده به ارزیابی‌های درون تنی بیشتری موردنیاز است.