مهندسی بافت عروق با استفاده از سلول‌های اندوتلیال و پریسایت بر روی نانوداربست (PCL-PU)

Abstract

مقدمه بیماریهای ایسکمیک مانند بیماری‌های قلبی عروقی آترواسکلروز عامل اصلی مرگ و میر در سراسر جهان است. بای-پس شریان‌های محیطی و کرونر، معمولاً با استفاده از پیوند عروقی اتولوگ انجام می‌شود. کاستی‌های اتوگرفت مانند کمبود اهداکننده، ریسک ایجاد ترومبوز و عفونت منجربه تحقیقات گسترده‌ای در زمینه‌ی مهندسی بافت عروق (TEVGs) شده است. تاکنون عروق مصنوعی با قطر پایین و کیفیت مناسب (کمتر از ۶میلی‌متر) ساخته نشده است. لختگی سطحی و آمبولی که جریان خون را مسدود می‌کنند، بزرگترین مشکل در ساخت عروق مصنوعی با قطر پایین است. هدف هدف اصلی این پایان‌نامه، ایجاد داربست پیوند عروقی مهندسی شده با قطر کوچک با استفاده از پلیمرهای پلی‌یورتان و پلی‌کاپرولاکتون، به همراه شرایط مکانیکی مناسب بوده است. لذا داربست الکتروریسی شده دارای ویژگی‌های فیزیولوژیکی بهینه شده، و در عین حال ویژگی‌های ویسکوالاستیک مناسب، در شرایط آزمایشگاهی تهیه شده و به بررسی بلوغ آزمایشگاهی ساختار درشرایط دینامیکی در یک راکتور زیستی بالابرنده‌ی هوا پرداخته‌ایم. سپس توانایی داربست از نظر پشتیبانی از تمایز سلول‌های اندوتلیال و پریسایت در شرایط آزمایشگاهی بررسی شده است. مواد و روش کار نانوالیاف پلیمری تهیه شده از نظر خصوصیات مکانیکی و زنده‌مانی و میزان تکثیر و تمایز سلول‌های اندوتلیال و سلول‌های بنیادی مزانشیمال مشخصه یابی شدند. بهینه‌ترین داربست از لحاظ خصوصیات مکانیکی و سازگاری سلولی انتخاب شد. براساس نتایج کشت سلولی در شرایط استاتیک، داربستی با ساختار تیوبی از کامپوزیت پلیمری (2:1)PU-PCL به روش الکتروریسی برای کشت سلول‌ها در شرایط دینامیک تهیه شد که به مدت 6 روز در محیط کشت دینامیک حاوی سلول‌های اندوتلیال قرار گرفت. برای بهبود خون‌سازگاری و جلوگیری از ترومبوز، از کراس لینک هپارین به عنوان یک ماده‌ی ضدانعقاد به سطح داربست استفاده شد. سپس سلول‌های بنیادی مزانشیمال در حضور محیط تمایز اندوتلیال و پریسایت بر روی داربست کشت داده شدند و تمایز به سمت سلول‌های اندوتلیال و پریسایت و بیان نسبی پروتئین های اختصاصی VE-Cadherinو �������-SMA عروقی از طریق روش ایمونوهیستوشیمی ، و PDGFR-β و Von-willebrand از طریق روش وسترن بلاتینگ مورد بررسي قرار گرفتند. یافته ها نتایج تست‌ها نشان دادند که داربست‌های (2:1)PU-PCL دارای خواص مکانیکی مناسب‌تری (از جمله تنش-کرنش، زاویهی تماس آب و نرخ تورم، زیست سازگاری، قطر نانوالیاف و تخلخل) نسبت به سایر گروه‌ها هستند. کشت سلول‌های اندوتلیال تحت شرایط استاتیک بر روی این داربست‌ها در مقایسه با گروه کنترل باعث استرس نیتروزاتیو و سمیت سلولی نشدند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی (SEM) توانایی سلول‌های اندوتلیال در اتصال به سطح لومن داربست تیوبی را به صورت هم‌راستا مطابق با جریان محیط کشت سلولی، تحت شرایط کشت دینامیک را تایید کردند. تصویربرداری ایمونوفلورسانس اتصال سلول‌ها به سطح لومن را تایید کرد. طیف سنجی ATR-FTIR و تست‌های تکمیلی AFM و EDAX کراس لینک موفق هپارین را تایید کردند. تست‌های ایمونوهیستوشیمی و وسترن بلاتینگ تمایز سلول‌های بنیادی مزانشیمی کشت شده برروی داربست‌های هپارینه به سمت سلول‌های اندوتلیال و پریسایت را تایید کرد. نتیجه‌گیری نتایج نشان دادند که استفاده از بستر (2:1) PU-PCL می‌تواند فعالیت، تکثیر و تمایز سلول‌های اندوتلیال و مزانشیمی را در شرایط استاتیک و دینامیک تحریک کند.