دانلود مقاله برهم کنش های سلولی سطح مصنوعی بیومواد خود گرد آور(خود مجتمع)

پیشگفتار

یکی از استراتژیهای مهندسی بافت استفاده از سلول های ایزوله شده است که درون ماتریس های سه بعدی رشد کرده و جایگزین ساختار و عملکرد بافت های صدمه دیده یا بیمار می شود. از آنجا که سلول های دربرگیرنده بافت وابسته به بستر می‌باشند، تنها زمانی می توانند رشد و فعالیت کنند که به سطح مناسب چسبیده باشند. برخی از متداول ترین مواد مصنوعی که به عنوان ماتریس در ترمیم و بازسازی بافت به کار رفته اند تخریب پذیر هستند مانند پلیمر های زیست سازگاری از قبیل پلی- ال- لاکتیک اسید پلی گلیکولیک اسید و  کوپلیمرهای آنها. خصوصیات مکانیکی نرخ های تخریب و ویژگی های متغیر سطح با کنترل پارامترهای ترکیب طول زنجیر و پردازش مواد قابل دستیابی است. توانایی کنترل این خصوصیات جزء شرایط مهم مهندسی بافت است زیرا معمولاً اثرات متعاقب مانند چسبندگی رشد و عملکرد سلول را تعیین می کنند.

بررسی شیمی سطح نشان دهنده تاثیر آن بر چسبندگی انواع مختلف سلول های کشت شده (مانند سلول های فیبروبلاست واندوتلیال) است. مطالعات نشان می دهد که شیمی سطح بر ترکیب، کمیت (اندازه) و ساختار پروتئین های جذب شده بر سطوح مواد اثر می گذارد. تصور می شود که رونشینی نسبی سرم فیبرونکتین وویترو نکتین در پاسخ به شیمی سطح مسبب چسبندگی اولیه سلول به بستر است. شیشه سیلانایز و تک لایه های خود مجتمع آلکانتیول ها به عنوان مدل های مطالعه بر هم کنش های خصوصیات بین سطحی مواد رونشینی پروتئین و عکس العمل های سلولی به کار برده می شوند. متأسفانه این روش ها برای اصلاح سطوح داربست های مهندسی بافت مناسب نیستند.

بیومواد خود مجتمع که ساختارهای تیغه ای یا لایه ای را تشکیل می دهند اجازه کنترل دقیق خصوصیات سطح را داده و یکسان بودن مواد شیمیایی که به طور مکرر در طول زمان در نتیجه تخریب بستر آزاد می شوند را تضمین می کنند. ملکول های سیستم مدل بررسی شده در اینجا حاوی یک بخش کلسترول و زنجیرهای کوتاه الیگو- ال- لاکتیک اسید هستند که در میان باند استری به طور کووالانت محدود شده اند (گیرافتاده اند). دلیل انتخاب کلسترول به خاطر خصوصیات ترمو دینامیکی آن برای غشاء های سلول و قابلیت آن در تغییر انتقال (حرکت) غشاء و خصوصیات مکانیکی سلول است. در حقیقت کلسترول یک جزء اصلی در غشاء سلول های یوکاریوتیک است که قابلیت جفت شدن با سلول ها در همه حالت به طرقی که بابر هم کنش های معمول دریافت کنند (رسپتور) لیگاند متفاوت است را دارد. دلیل دیگر در انتخاب کلسترول، طبیعت مزوژنی (mesogonic) خوب آن است که به مشتقات آن اجازه تبدیل به حالت سیال بلورین را می دهد. زنجیرهای الیگومری ال- لاکتیک اسید زیست تخریب پذیر بوده و قابلیت بر هم کنش با ماتریس های معمولی پلی- ال- لاکتیک اسید یا کوپلیمرهای مهندسی بافت را به وسیله بلورینه شدن مشترک (کوکریستالیزاسیون) یا باندهای ثانویه دارند. در این حالت می توان ازساختارهای خود مجتمع جهت اصلاح سطوح داخلی داربست های سه بعدی ساخته شده از هومو پلیمرها یا کوپلیمرهای لاکتیک اسید و گلیکولیک اسید استفاده کرد. در این فصل گزارشی از سنتز یکسری از بیومواد خود مجتمع به همراه ویژگی های مولکولی طراحی شده برای بر هم کنش با سلول ها و داربست های بازسازی بافت ارائه می شود. بیومواد خود مجتمع را می توان به شکل محصولات مناسب با چند پراکنش پائین در حدود 15/1-05/1 سنتز کرد. این مولکولها ساختارهای لایه ای را ایجاد می‌کند که تحت عنوان فازهای اسمکتیک (بلورینگی) بیان گردیده و قابلیت منظم شدن به شکل توده های تک بلورن با سلول واحد قائم الزاویه ای را دارند. با قالب گیری بر بسترهای شیشه مشاهده می شود که ساختارهای لایه‏ای، گسترش و چسبندگی فیبروبلاست را افزایش داده و بدین ترتیب به شکل بسترهای زیست فعال رفتار می‌کند. روش سنتز کردن مشتقات کولستریل- ال- لاکتیک اسید متنوع بوده و برای هر مولکول با عملکرد اسیدی صادق است (قابل استفاده است) نمونه هایی از مشتقات فعال شده عبارتند از مولکول هایی که دارای داروهای ضد تحریک با باندهای کووالانسی همانند اندومتاسین یا کروموفورزهایی مانند رودامین یا پیرین برای تصویر نگاری زیستی هستند. این فصل همچنین فرایند استفاده از این بیومواد خود مجتمع در اصلاح سطوح داخلی داربست های پلی- ال- لاکتیک اسید که از طریق روش پالایش نمک پردازش می شود را بیان می‌کند. این روش پوشش می بایست برای همه بیو مواد خود مجتمع کاربرد جامعی داشته باشد.

-مواد                                                                                     MATERIALS

-سنتز کلستریل- (ال- لاکتیک اسید)n

کلیه بندهای لیست ذیل دارای کیفیت تجاری بوده و از شرکت شیمیایی آلدریچ (میلواکی، ایالت ویسکانسین) به دست آمده اند مگر آنکه ذکر شود.

فلاسک ته گرد شیشه ای خشک شده در کوره تیغه (جدساز) لاستیکی و میله گردان (چرخان)

کلسترول باز بلورینه شده از اتانول

ال- لاکتید باز بلورینه شده از اتیل استات

تری اتیلامین (TEA) نگهداری شده بر روی KOH

دی کلرومتان () تازه تقطیر شده از

6-تلوئن تازه تقطیر شده از سدیم- بنزوفنون

7- ، - دی متیل فرمامید (DMF) نگهداری شده بر روی غربال های (صافی های)ملکولی

8-و قطع (II) ­(2- اتیل هگزا نوات)  

9- متانول  

10- حمام روغن از پیش گرم شده تا دمای  و  

11- صفحات (ورق) شیشه ای (مرک) mm25/0، با روکش ژل سیلیس 254F

12- ژل سیلیس مرک 60 (mm063/0-040/0، mesh 400-230 ، 60)

-سنتز مشتقات کلستریل – (ال- لاکتیک- اسید)n

کلستریل- (ال- لاکتیک اسید) n

(دی متیل آمینو) پیریدینیوم- 4- تولوئن سولفونات (DPTS) تهیه شده بر طبق دستور فرآیند.

دی ایزوپروپیل کربودیمید (DIPK)

1-(3-دی متیل آمینو پروپیل)- 3- اتیل کربودیمید HCl (EDC) و 4- دیل متیل آمینو پریدین (DMAP)

 محلول آب نمک و  

مولکول های زیست عملیاتی: اندومتاسین، رودامین B، 1- پیرنبوتیریک اسید و کلستریل کلروفرمات

4- (ترت- بوتوکسی) بنزوئیک اسید، 4- آمینو بنزوئیک اسید و بنزیل- 4- هیدروکسی بنزوئات

pd/C ، سلیت، TEA و محلول  

-تهیه سطوح شیشه

آب خالص شده از طریق عبور از میان سیستم پالایش میلی- کیو‌(مقاومت cm  M 2/18)

اسید سولفوریک تلغیظ شده و اسید هیدروکلریک تغلیظ شده

محلول هیدروکسید آمونیوم تغلیظ شده و 30% هیدروژن پراکسید (حجم 1: 4) تهیه شده در زمان آزمایش

درپوش های شیشه ای (به قطر mm22) متناسب با 12 ورقه کشت بافت (کوستار) یا ظروف پتری شیشه ای به قطر cm7/2 باکف صاف (سفارشی)

گاز نیتروژن صاف شده با فیلترهای (صافی های) nm22/0 (میلی پور)

صافی های حلال سازگار 22/0 (آل تک، دیرفیلد، IL (ایالت ایلینوی)

-تولید داربست

پلی ال- لاکتیک- اسید،  (چند شیوه ای (پلی سانیس)

کلروفرم، کلرید سدیم‌ (فیشرساینتفیک، پترزبورگ، پنسیلوانیا)

ظروف پیرکس پتری با درپوش های با اندازه mm150-50 (فیشر ساینتفیک)

غربال های استاندارد آزمایش در اندازه 500-125 (فیشر ساینتفیک )

منگنه (پانچ) های فولادی استوانه ای (جنرال تولز)

پارچه استریل تکز-وایپ (تگز- وایپ)

-پوشش دهی داربست

روش روکش دهی

الف- صافی سلولی 40 (فالکون)

ب- ظروف پتری شیشه ای mm50 (فیشرساینتفیک، پترزبورگ، پنسیلوانیا)

ج- تایمر (زمان سنج)

د- تترا هیدروفوران (فیشر ساینتفیک)

-روش ثقلی

الف- شبکه نایلونی 40 (فالکون)

ب- نگهدارنده داربست: میله چرخشی شیشه ای 40/24 (ایس گلاس)

ج- لوله تغذیه (خوراننده): چگالر فروکشنده (reflux Condenser) با یک جا انداز ویگرویکس (سفارش) که به به هم زدن گردش محلول در لوله کمک کرده و پوشش همگن سطح داربست را بهبود می بخشد.

د- منبع ذخیره محلول: قیف جداساز ml25 با جا انداز 20/14

ه- تترا هیدرید فوران (فیشر ساینتفیک)