نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران

2 عضو هیئت علمی دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران

3 عضو هیئت علمی دانشکده علوم و فنون دانشگاه تهران

10.30501/jamt.2021.266866.1152

چکیده

هدف از این پژوهش، ساخت و بررسی داربست فیبروئینی شامل نانو‌ذرات کیتوسان حاوی آسکوربیک‌اسید است. بنابراین نانو ذرات آسکوربیک اسید - کیتوسان توسط روش ژل شدن یونی ساخته شدند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و نتایج پراکندگی نور دینامیکی (DLS) نشان دادند که نانو ذرات کروی شکل با میانگین اندازه ذرات ۲۰۰ نانومترمی باشند. سپس مقادیر مختلف از نانو ذرات در داخل محلول فیبروئین ابریشم قرار داده شدند و در انتها داربست های مورد نظر به روش خشکایش انجمادی تهیه شدند. تاثیر غلظت‌های مختلف نانو ذرات بر روی خواص مختلف نظیر مورفولوژی، تغییرات ساختاری، جذب آب، رهایش دارو، سمیت ،چسبندگی و فعالیت آلکالین فسفاتاز سلول های MG63 مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست آمده از طیف‌سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) حضور نانو ذرات در داربست را تایید کرد. بررسی های مورفولوژی از سطح مقطع داربست ها نشان داد که کلیه داربست ها دارای ساختاری متخلخل با حفرات به هم متصل می باشند. افزایش نانو ذرات تا حدودی سبب کاهش اندازه قطر حفرات و درصد تخلخل شده است. رهایش آسکوربیک اسید در همه نمونه ها با رهایش انفجاری در ۲۴ ساعت اولیه شروع و سپس با شیب ملایم‌تری تا ۱۴ روز ادامه یافته است. میزان رهایش آسکوربیک اسید با افزایش درصد آن در داربست افزایش یافته است. بررسی های سلولی بیانگر آن بود که داربست دارای سمیت نیست و سلول های MG63 به خوبی بر سطح داربست‌ها و به دیواره حفرات چسبیده‌اند . همچنین تکثیر و فعالیت آلکالین فسفاتاز سلول های MG63 با افزایش میزان آسکوربیک اسید افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Fabrication and Characterization of silk fibroin scaffold containing ascorbic acid-loaded chitosan nanoparticles for bone regeneration applications

نویسندگان [English]

  • Pegah Sanjarnia 1
  • Jhamak Nourmohammadi 2
  • Ali Hossein Rezayan 3
  • Mehrnaz Moaadab 1

1 Faculty of New Science and Technology University of Tehran

2 A faculty member of Tehran University

3 Faculty of New Science and Technology University of Tehran

چکیده [English]

The aim of this study was to fabricate and characterize silk fibroin scaffold containing ascorbic acid-loaded chitosan nanoparticles. Therefore, ascorbic acid-loaded chitosan nanoparticles were first fabricated using the ionic gelation method. Scanning electron microscope (SEM) images and dynamic light scattering (DLS) results showed the spherical nanoparticles with an average particle size of 200 nm. Then, different amounts of nanoparticles were placed in the silk fibroin solution, and finally, the scaffolds were prepared by the freeze-drying method. The effect of nanoparticle concentrations on various properties such as morphology, structural changes, water absorption, drug release, toxicity, adhesion, and alkaline phosphatase activity of MG63 cells were studied. Morphological examinations of the cross-section of the scaffold showed that all scaffolds have a porous structure with interconnected pores. The results of infrared fourier transform spectroscopy(FTIR) confirmed the presence of nanoparticles in the scaffold. The mean size of the pores and porosity percentages reduced as the nanoparticle content rose. The release of ascorbic acid in all samples started with the burst release in the first 24 hours and then continued with a controlled release for up to 14 days. Higher amounts of ascorbic acid were released from the scaffold containing more nanoparticles. Cellular studies showed that the scaffold was non-toxic and that MG63 cells adhered well onto the surface of the scaffold and the pore wall. Also, the proliferation and alkaline phosphatase activity of MG63 cells increased with increasing ascorbic acid amounts.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ascorbic acid
  • Bone scaffold
  • Silk fibroin
  • Chitosan nanoparticle