Sự bám dính của tế bào osteoblast trên các giá thể micro-tube hydroxyapatite

Springer Science and Business Media LLC - Tập 25 - Trang 1801-1817 - 2014
E. C. Kolos1, A. J. Ruys1
1Biomedical Engineering, School of AMME, J07, University of Sydney, Sydney, Australia

Tóm tắt

Kỹ thuật tái tạo mô mang đến một hướng đi mới để sửa chữa mô bị tổn thương hoặc bệnh lý bằng cách kết hợp các tế bào khỏe mạnh của bệnh nhân hoặc tế bào được hiến tặng vào các giá thể tạm thời hoạt động như một ma trận cho việc nuôi cấy tế bào. Các giá thể mô tương thích sinh học, có cấu trúc xốp với các kênh xốp liên kết cho sự phát triển của tế bào cùng với tốc độ phân hủy phù hợp sẽ là một lợi thế. Trong nghiên cứu này, các ống hydroxyapatite được tạo ra bằng cách sử dụng kỹ thuật phủ biomimetic sẽ được nén thành một giá thể mô. Một nghiên cứu về nén và nung sẽ được thực hiện để quan sát áp suất và xử lý nhiệt phù hợp nhằm sản xuất vật liệu giá thể có độ ổn định cơ học. Áp suất lý tưởng được tìm thấy là 2.5 MPa, nơi mà cấu trúc dạng ống được duy trì, độ xốp cao đạt được và độ bền phù hợp có thể xảy ra. Nung giữa 1,000 và 1,100 °C cho kết quả tốt. Độ xốp trung bình cho áp suất chọn lọc 2.5 MPa là 68%. Giá thể đã được quan sát bằng kỹ thuật SEM, vi mô chụp cắt lớp (micro-CT), phân tích hóa học và kiểm tra độ phân hủy. Các kênh xốp đã được thiết lập bằng cách sử dụng micro-CT, trong đó các kênh xốp đạt khoảng 100 µm. Phân tích hóa học cho thấy sự giải phóng liên tục của canxi và photpho, và cực kỳ thấp dưới ngưỡng độc hại của kim loại nặng từ khuôn. Kiểm tra độ phân hủy cho thấy độ phân hủy cao so với các vật liệu có sẵn trên thị trường được thử nghiệm. Việc nuôi cấy tế bào đã được thực hiện trên giá thể để xác định hiệu suất sinh học của các giá thể. Việc nuôi cấy tế bào được tiến hành trong 7 và 24 ngày để kiểm tra hình thái tế bào và sự phát triển của tế bào. Kết quả cho thấy sự phát triển của tế bào vào ống vi mô và định hướng tế bào theo chiều dọc. SEM, kính hiển vi huỳnh quang và giải phẫu bệnh lý đã được sử dụng như là những công cụ xác định để quan sát sự phát triển của tế bào.

Từ khóa

#tái tạo mô #hydroxyapatite #giá thể xốp #nuôi cấy tế bào #đặc tính sinh học

Tài liệu tham khảo

Kolos EC, Ruys AJ, Rohanizadeh R, Muir MM, Roger G. Calcium phosphate fibres synthesized from a simulated body fluid. J Mater Sci Mater Med. 2006;17:1179–89. Hanthanmrongwit M, Grant MH, Wilinson R. Confocal laser scanning microscopy (CLSM) for the study of collagen sponge microstructure. J Biomed Mater Res. 1994;28:213–6. Karageorgiou V, Kaplan D. Porosity of 3D biomaterial scaffolds and oseogenesis. Biomaterials. 2005;26(27):5474–91. ASTM Designation: F 1185-03. Standard Specification for Composition of Hydroxylapatite for surgical Implants. Malard O, Bouler JM, Guicheux J, Heymann D, Pilet P, Coquard C, Daculsi G. Influence of biphasic calcium phosphate granulometry on bone ingrowth, ceramic resporption and inflammatory reactions: preliminary in vitro and in vivo study. J Biomed Mater Res. 1999;46:103–11. Ramselaar MMA, Driessens FCM, Kalk W, De Wijn JR, Van Mullen PJ. Biodegradation of four calcium phosphate ceramics in vivo rates and tissue interactions. J Mater Sci Mater Med. 1991;2:63–70. Drummond JL, Simon MR, Brown SD. Degradation of ceramic materials in physiological media. Corrosion and Degradation of Implant Materials by ASTM Committee F-4 on Medical and Surgical Materials and Devices (1979) 89–104. Brunette DM. The effects of implant surface topography on the behaviour of cells. Int J Oral Maxillofac Imp. 1988;3:231–46. Kastena P, Luginbühlb R, van Griensvenc M, Barkhausenc T, Krettekc C, Bohnerb M, Bosch U. Comparison of human bone marrow stromal cells seeded on calcium-deficient hydroxyapatite, β-tricalcium phosphate and demineralized bone matrix. Biomaterials. 2003;24:2593–603. Kolos EC, Ruys AJ. Biomimetic coating on porous alumina for tissue engineering: characterisation by cell culture and confocal microscopy. J Biomim Biomater Tissue Eng. 2014 (accepted). Detscha R, Mayr H, Ziegler G. Formation of osteoclast-like cells on HA and TCP ceramics. Acta Biomater. 2008;4(1):139–48. Detscha R, Hagmeyerb D, Neumannb M, Schaeferc S, Vortkampd A, Wuellingd M, Zieglera G, Eppleb M. The resorption of nanocrystalline calcium phosphates by osteoclast-like cells. Acta Biomater. 2010;6(8):3223–33.