Behavior of bone marrow-derived and adipose-derived stem cells on gelatin/chitosan scaffolds for bone tissue engineering

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อที่จะศึกษาอิทธิพลของปัจจัยต่างๆอาทิ ชนิดของกรดที่ใช้เป็นตัวทำละลาย น้ำหนักโมเลกุลของวัสดุชีวภาพ และสัดส่วนในการผสมของวัสดุชีวภาพ ที่มีต่อสมบัติทางกายภาพและทางชีวภาพของโครงเลี้ยงเซลล์ที่ผลิตจากคอลลาเจน เจลาติน และไคโตซาน ในงานวิจัยนี้พบว่า ชนิดของกรดที่ใช้เป็นตัวทำละลายสารละลายคอลลาเจนส่งผลต่อสมบัติทั้งทางกายภาพและทางชีวภาพของโครงเลี้ยงเซลล์คอลลาเจนที่ผลิตได้ โดยโครงเลี้ยงเซลล์คอลลาเจนที่ผลิตจากกรดไฮโดรคลอริกจะมีขนาดรูพรุนที่ใหญ่ มีความสามารถในการทนแรงกดได้ดี และส่งเสริมการยึดเกาะของเซลล์ได้ดี ในขณะที่โครงเลี้ยงเซลล์คอลลาเจนที่ผลิตจากกรดอะซิติก จะมีความพรุนมากกว่า มีความสามารถในการอุ้มน้ำได้ดี และส่งเสริมการแบ่งตัวเพิ่มจำนวนของเซลล์ ดังนั้น การเลือกชนิดของกรดที่เหมาะสมจึงมีส่วนสำคัญที่จะทำให้สามารถผลิตโครงเลี้ยงเซลล์ที่มีสมบัติเหมาะสมสำหรับการใช้งานได้ ในงานวิจัยนี้ยังได้มีการศึกษาถึงการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนักโมเลกุลของไคโตซาน และสัดส่วนการผสมระหว่างเจลาตินกับไคโตซาน เพื่อพัฒนาโครงเลี้ยงเซลล์ที่มีสมบัติเหมาะสมสำหรับเป็นต้นแบบในการใช้งานด้านวิศวกรรมเนื้อเยื่อกระดูก โดยพบว่าโครงเลี้ยงเซลล์ที่ผลิตจากเจลาตินและไคโตซานที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง (1,000 กิโลดาลตัล) มีสมบัติทางกายภาพและทางกลที่ดีเยี่ยม แต่ไม่ส่งเสริมกิจกรรมของเซลล์ต้นกำเนิดไขมันและเซลล์ต้นกำเนิดไขกระดูก ทั้งทางด้านการยึดเกาะและการแบ่งตัวเพิ่มจำนวน ในทางตรงข้าม โครงเลี้ยงเซลล์ที่ผลิตจากเจลาตินและไคโตซานที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ หรือไคโตโอลิโกแซคคาไรด์ (1.4 กิโลดาลตัล) มีความเหมาะสมสำหรับการยึดเกาะ และการแบ่งตัวเพิ่มจำนวนของเซลล์ต้นกำเนิดทั้งสองชนิด นอกจากนี้ยังพบว่าโครงเลี้ยงเซลล์ที่ผลิตจากเจลาตินและไคโตโอลิโกแซคคาไรด์ดังกล่าว โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่สัดส่วนการผสมโดยน้ำหนักของเจลาตินต่อไคโตโอลิโกแซคคาไรด์ 70/30 ส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ต้นกำเนิดไขกระดูกไปเป็นเซลล์กระดูกได้ดี เมื่อเปรียบเทียบกับโครงเลี้ยงเซลล์เจลาติน นอกจากนี้ เมื่อเปรียบเทียบพฤติกรรมของเซลล์ต้นกำเนิดทั้งสองชนิด พบว่าเซลล์ต้นกำเนิดไขมันสามารถแบ่งตัวเพิ่มจำนวนได้เร็วกว่าเซลล์ต้นกำเนิดไขกระดูก ในขณะที่เซลล์ต้นกำเนิดไขกระดูกสามารถเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์กระดูกได้ดีกว่าเซลล์ต้นกำเนิดไขมัน ทั้งนี้ไม่ขึ้นอยู่กับชนิดของโครงเลี้ยงเซลล์