การพัฒนาและความสามารถในการสร้างกระดูกของโครงเลี้ยงเซลล์ที่ผลิตจากไฟโบรอินไหมไทย เจลาติน และกรดไฮยาลูรอนิค

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความสามารถในการสร้างเนื้อเยื่อกระดูกในสัตว์ทดลองของโครงเลี้ยงเซลล์สามมิติ 3 ชนิด ที่มีไฟโบรอินไหมไทยเป็นองค์ประกอบหลัก ได้แก่ โครงเลี้ยงเซลล์ไฟโบรอินไหมไทยที่เตรียมด้วยวิธีกำจัดเกลือออกและปรับปรุงพื้นผิวด้วยการคอนจูเกตกับเจลาติน (CGSF) โครงเลี้ยงเซลล์ไฟโบรอินไหมไทยที่เตรียมด้วยวิธีกำจัดเกลือออกและปรับปรุงพื้นผิวด้วยการคอนจูเกตกับเจลาตินและการสะสมไฮดรอกซีอะพาไทต์ (CGSF4) และโครงเลี้ยงเซลล์ไฟโบรอินไหมไทยที่เตรียมด้วยวิธีกำจัดเกลือออกและปรับปรุงพื้นผิวด้วยการเคลือบกรดไฮยาลูรอนิค (HSF) โดยโครงสร้างสัณฐานของโครงเลี้ยงเซลล์ไฟโบรอินไหมไทยที่คอนจูเกตด้วยเจลาติน (CGSF) และโครงเลี้ยงเซลล์ไฟโบรอินไหมไทยที่เคลือบด้วยกรดไฮยาลูรอนิค (HSF) มีพื้นผิวเรียบและมีรูพรุนเชื่อมต่อกัน ในขณะที่โครงสร้างสัณฐานของโครงเลี้ยงเซลล์ไฟโบรอินไหมไทยที่คอนจูเกตด้วยเจลาตินและสะสมไฮดรอกซีอะพาไทต์ (CGSF4) นั้นมีพื้นผิวขรุขระเนื่องจากการสะสมผลึกไฮดรอกซีอะพาไทต์บนโครงเลี้ยงเซลล์ จากการศึกษาความสามารถของโครงเลี้ยงเซลล์ในการสร้างเนื้อเยื่อกระดูกในสัตว์ทดลอง โดยการฝังโครงเลี้ยงเซลล์ที่ผ่านและไม่ผ่านการเพาะเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดจากไขกระดูกของหนูแทนที่กระดูกเรเดียสของหนูวิสต้าที่ถูกตัดออก (6 มิลลิเมตร) เปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุมซึ่งไม่มีการฝังโครงเลี้ยงเซลล์ ด้วยการถ่ายภาพรังสี (X-ray) และการถ่ายภาพด้วยเครื่องเอ็กซเรย์คอมพิวเตอร์ระดับไมโครเมตร (micro-CT) พบว่า เมื่อเวลาผ่านไป 12 สัปดาห์ มีการสร้างกระดูกใหม่บริเวณส่วนต้นของกระดูกเรเดียสในเกือบทุกกลุ่ม ยกเว้นในกลุ่มที่ฝังโครงเลี้ยงเซลล์ CGSF4 ที่ผ่านการเพาะเลี้ยงเซลล์ (CGSF4 with cells) อนึ่ง โครงเลี้ยงเซลล์ CGSF4 สามารถชักนำให้เกิดการสร้างกระดูกใหม่ได้ดีที่สุด โดยพบค่าร้อยละของความหนาแน่นของเกลือแร่ในกระดูก (% BMD) ที่สูงที่สุดและมีค่าร้อยละของปริมาตรของกระดูกที่สร้างใหม่เทียบกับปริมาตรของเนื้อเยื่อที่สร้างใหม่ทั้งหมด (% Bone volume) ที่สูง นอกจากนี้ยังพบการสร้างกระดูกใหม่บริเวณตรงกลางของโครงเลี้ยงเซลล์ในกลุ่มที่ฝังโครงเลี้ยงเซลล์เท่านั้น ยกเว้นในกลุ่มที่ฝังโครงเลี้ยงเซลล์ HSF ที่ผ่านการเพาะเลี้ยงเซลล์ (HSF with cells) โดยสังเกตเห็นว่าการเพาะเลี้ยงเซลล์ลงบนโครงเลี้ยงเซลล์ CGSF และโครงเลี้ยงเซลล์ CGSF4 สามารถส่งเสริมการสร้างกระดูกและเพิ่มความหนาแน่นของเกลือแร่ในกระดูกใหม่ที่สร้างขึ้นได้ใกล้เคียงกับกระดูกปกติ จากการวิเคราะห์ทางจุลพยาธิในเชิงกึ่งปริมาณ พบว่า โครงเลี้ยงเซลล์ CGSFและโครงเลี้ยงเซลล์ HSF มีศักยภาพในการสร้างเนื้อเยื่อกระดูกใหม่มากที่สุด ซึ่งพิจารณาได้จากการเติมเต็มของเซลล์ Osteobalst การเกิดเนื้อเยื่อพังผืด การสร้างหลอดเลือดใหม่ และการเกิดสารแข็งคล้ายกระดูก โดยไม่พบความแตกต่างระหว่างกลุ่มที่ผ่านและไม่ผ่านการเพาะเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดจากไขกระดูกก่อนการฝัง ผลการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าโครงเลี้ยงเซลล์ CGSF4 และโครงเลี้ยงเซลล์ CGSF มีศักยภาพสูงในการใช้เป็นกระดูกเทียมเพื่องานวิศวกรรมเนื้อเยื่อกระดูก