置換されたリン酸カルシウム/キトサン複合足場上のヒト間葉系幹細胞の骨形成分化

イオン置換は、骨組織工学用途向けのリン酸カルシウム（CAP）および複合材料の生物学的性能を高めるための有望な戦略です。ただし、多置物の有機/無機の足場については、系統的研究は実施されていません。この作業では、Sr2+、Mg2+、Zn2+、およびSEO32-イオンに置き換えられたCAPに基づく非常に多孔質複合足場、およびキトサンは凍結調節技術によって調製されています。足場は非常に多孔質の構造を示しており、非常によく相互接続された毛穴と均質に分散したキャップ、および分解媒体での28日間の安定性が高い。足場に播種されたヒト間葉系幹細胞の骨形成能は、静的および動的条件における培養細胞の組織学的、免疫組織化学的およびRT-QPCR分析によって決定されています。結果は、イオン置換が細胞と組織に有益な効果があることを示しました。多置物CAPSを含む足場は、非置換CAPの足場と比較して、骨形成関連マーカーの発現の増加とリン酸塩堆積物の増加を示しています。

Ionic substitutions are a promising strategy to enhance the biological performance of calcium phosphates (CaP) and composite materials for bone tissue engineering applications. However, systematic studies have not been performed on multi-substituted organic/inorganic scaffolds. In this work, highly porous composite scaffolds based on CaPs substituted with Sr2+, Mg2+, Zn2+ and SeO32- ions, and chitosan have been prepared by freeze-gelation technique. The scaffolds have shown highly porous structure, with very well interconnected pores and homogeneously dispersed CaPs, and high stability during 28 days in the degradation medium. Osteogenic potential of human mesenchymal stem cells seeded on scaffolds has been determined by histological, immunohistochemical and RT-qPCR analysis of cultured cells in static and dynamic conditions. Results indicated that ionic substitutions have a beneficial effect on cells and tissues. The scaffolds with multi-substituted CaPs have shown increased expression of osteogenesis related markers and increased phosphate deposits, compared to the scaffolds with non-substituted CaPs.