North Khorasan University of Medical Sciences

other داربست کلاژن-هیدروکسی آپاتیت حامل پلیمرزوم های بارگذاری شده با دی متیل اگزالیل گلایسین و هدفمند شده با پپتید BMP-2 جهت مهندسی بافت استخوان Collagen-Hydroxyapatite Scaffold Platform Incorporating Dimethyloxalylglycine Loaded Polymersomes Decorated with BMP-2 Peptide for Bone Tissue Engineering علوم پایه Basic Sciences مقاله پژوهشی Orginal Research <div style="text-align: justify;">مقدمه: درمان شکستگی‌های استخوانی ترمیم‌ناپذیر یکی از چالش‌های پزشکی است؛ زیرا نه بافت استخوانی می‌تواند بازسازی شود و نه روش‌های بازسازی فعلی مؤثر هستند. پیشرفت‌های نوظهور در زمینه نانوتکنولوژی به توسعه مواد جدید، داربست‌ها و استراتژی‌های دارورسانی برای ترمیم بافت‌های آسیب‌دیده منجر شده است. هدف از این مطالعه فراهم کردن شرایط مشابه ماتریکس خارج‌سلولی با ساخت داربست کلاژن هیدروکسی آپاتیت و بارگیری آن با حامل‌های پلیمرزومی حامل دی‌متیل‌اگزالیل‌گلایسین (DMOG) و هدفمندشده با پپتید BMP-2 به‌منظور تسریع و افزایش تمایز سلول‌های بنیادی مزانشیمی به استخوان است. روش کار: در این مطالعه، نانوذرات پلیمرزومی حامل DMOG و هدفمندشده با پپتید BMP-2 تهیه شد. خصوصیات فیزیکوشیمیایی نانوذرات ارزیابی شد. سپس، درون داربست‌هایی از جنس کلاژن نانوهیدروکسی آپاتیت بارگیری شد و میزان بیان ژن‌های استئوژنیک OCN، OPN و ژن‌های آنژیوژنیک vcam،  vwf، kdr  در سلول‌های بنیادی مزانشیمی بررسی شد. یافته‌ها: بار سطحی و اندازه ذره‌ای نانوذرات سنتزشده به‌‌ترتیب، ۶- و ۱۴۱ نانومتر بود. نانوذرات ۳۵ درصد از DMOG بارگیری‌شده را طی ۳۰ روز و به‌صورت آهسته، آزاد کردند. نتایج بررسی بیان ژن‌های OCN و  OPN نشان داد که میزان بیان این دو ژن در سلول‌هایی که در معرض پلیمرزوم‌های هدفمندشده با پپتید BMP-2 بودند، در مقایسه با پلیمرزوم‌های غیرهدفمند به‌ترتیب، ۲۷ و ۲ برابر بود. نتایج بررسی میزان بیان ژن‌های آنژیوژنیک نیز نشان داد که میزان بیان ژن‌های آنژیوژنیک vcam، vwf ،kdr  در پلیمرزوم‌های هدفمند نسبت به انواع غیرهدفمند به‌ترتیب، ۷/۱۱، ۸/۱۲ و ۱۷/۲ برابر بود. نتیجه‌گیری: چنین به ‌نظر می‌رسد که فراهم کردن محیط شبیه ماتریکس خارج‌سلولی استخوانی با کنار هم قرار دادن داربست استئومیمتیک کلاژن نانوهیدروکسی آپاتایت، فاکتور آنژیوژنیک DMOG و فاکتور استئوژنیک BMP-2 می‌تواند در تسریع و افزایش تمایز سلول‌های بنیادی مزانشیمی از سلول‌های استخوانی مؤثر باشد.</div> <div style="text-align: justify;">Introduction: Recent advances in the field of nanotechnology have led to the development of platforms for healing or repairing damaged tissues. The present study aimed to provide a bone extracellular matrix (ECM) mimetic platform made of hydroxyapatite and collagen loaded with nanopolymersomes encapsulating dimethyloxalylglycine (DMOG) and decorated with BMP-2 peptide in order to accelerate and increase the differentiation of mesenchymal stem cells to bone tissue. Method: In this study, polymersome nanoparticles carrying DMOG and targeted with BMP-2 peptide were prepared. The physicochemical properties of nanoparticles were evaluated. Thereafter, it was loaded into collagen-nanohydroxyapatite scaffolds and the expression levels of osteogenic genes OCN and OPN and angiogenic genes vcam, vwf, and kdr were checked in mesenchymal stem cells. Results: The surface charge and particle size of the synthesized nanoparticles were reported as -6 mv and 141 nm, respectively. The nanoparticles were able to slowly release 35% of the loaded DMOG within 30 days. The results demonstrated that the expression levels of OCN and OPN genes in cells exposed to polymersomes targeted with BMP-2 peptide were 27 and 2 times more than those of non-targeted polymersomes, respectively. In addition, the expression of angiogenic genes, vwf, kdr, and vcam, displayed a significant increase in targeted polymersomes compared to the non-targeted types (11.7-, 12.8-, and 2.17-fold, respectively). Conclusion: It seems that providing an environment similar to the bone ECM by combining an osteomimetic scaffold made of collagen-nanohydroxyapatite, DMOG as an angiogenic factor, and BMP-2 as the osteogenic factor can be effective in accelerating and increasing the differentiation of mesenchymal stem cells into osteoblasts.</div> داربست, کلاژن, DMOG , نانوهیدروکسی آپاتایت, تمایز به استخوان, مهندسی بافت Bone differentiation, Collagen, DMOG, Nano hydroxyapatite, Scaffold, Tissue engineering 1 11 http://journal.nkums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-25-862&slc_lang=other&sid=1 Marzieh Mohammadi مرضیه محمدی 100319475328460025918 100319475328460025918 No Assistant Professor, Department of Pharmaceutics, School of pharmacy and Targeted Drug Delivery Research Center, Mashhad University of Medical Sciences, Mashhad, Iran استادیار، گروه فارماسیوتیکس، دانشکده داروسازی و مرکز تحقیقات دارورسانی هدفمند، دانشگاه علوم پزشکی مشهد، مشهد، ایران Maryam Babaei Mahani مریم بابایی ماهانی 100319475328460025919 100319475328460025919 No Post Doctorate, Central Research Laboratory, Mashhad University of Medical Sciences, Mashhad, Iran پسادکترا، آزمایشگاه جامع تحقیقات، دانشگاه علوم پزشکی مشهد، مشهد، ایران Mohammad Ramezani محمد رمضانی 100319475328460025920 100319475328460025920 No Distinguished Professor, Department of Pharmaceutical Biotechnology, School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences Research Center, Mashhad University of Medical Sciences, Mashhad, Iran استاد ممتاز، گروه بیوتکنولوژی دارویی، دانشکده داروسازی و مرکز تحقیقات علوم دارویی، دانشگاه علوم پزشکی مشهد، مشهد، ایران Mona Alibolandi مونا علی بلندی alibolandim@mums.ac.ir 100319475328460025921 100319475328460025921 Yes Associate Professor, Department of Pharmaceutical Biotechnology, School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences Research Center, Mashhad University of Medical Sciences, Mashhad, Iran دانشیار، گروه بیوتکنولوژی دارویی، دانشکده داروسازی و مرکز تحقیقات علوم دارویی، دانشگاه علوم پزشکی مشهد، مشهد، ایران