کاربرد مواد دریایی در ساخت داربست و ترمیم بافت

نوع مقاله: مروری

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد زیست فناوری دریا، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه خلیج فارس بوشهر

2 استادیار گروه زیست فناوری دریا، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه خلیج فارس بوشهر

چکیده

چکیده
مهندسی زیستی یک روش درمانی جدید برای بیمارانی با بافت یا اندام آسیب دیده است. در این روش عملکرد بافت یا اندام برگردانده و یا حفظ می‌شود. اولین عامل موثر در ترمیم بافت، ساخت داربست‌های مناسب برای اتصال یاخته‌ای ، تکثیر و تمایز یاخته‌ای است. محیط‌های دریایی منبع عظیمی از ترکیبات و مواد زیست فعال هستند که در پزشکی کاربرد دارد. پلی‌ساکاریدهای دریایی مانند آگارز، آلژینات، کاراگینان، فیکویدان، کیتین و کیتوزان، گلیکوزآمینوگلیکان و پروتئین‌ها و سرامیک‌های دریایی دارای ویژگی‌های منحصر به فرد ی هستند که آن‌ها را برای ترمیم بافت مناسب می‌سازد. ترکیبات دریایی و داربست‌های ساخته شده از آن‌ها در ترمیم بافت استخوان، غضروف، بافت عصبی و ترمیم زخم نتایج رضایت بخشی داشته است و بهبود عملکرد بافت در شرایط طبیعی و آزمایشگاهی مشاهده شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of marine materials in the construction of scaffolding and tissue repair

نویسندگان [English]

  • khanomnaz ebadi 1
  • ahmad shadi 2
1 persian gulf univercity
2 persian gulf univercity
چکیده [English]

Abstract
Bioengineering is a new therapeutic approach for patients with tissue or organ damage. In this method, tissue or organ function is returned or retained. The first effective factor in tissue repair is the construction of scaffold for cell attachment, proliferation, and differentiation. Marine environments are a huge source of bioactive compounds and substances that are used in medicine. Marine polysaccharides such as agarose, alginate, carrageenans, Fucoidan, chitin and chitosan, glycosaminoglycans, and marine proteins and ceramics have unique properties that make them suitable for tissue regeneration. Marine compounds and scaffolds made from them in bone tissue engineering , cartilage, neural tissue and wound healing have satisfactory results and improved tissue function in vivo and in vitro conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bioengineering
  • Marine scaffold
  • Marine polymers
  • Tissue repair

[1]. Chaignaud, BE. Langer, R. Vacanti, JP. "The history of tissue engineering using synthetic biodegradable polymer scaffolds and cells In: Atala A, Mooney D J, editors. Synthetic Biodegradable Polymer Scaffolds", Boston USA Birkhauser, pp. 1-14,1997.

[2]. Patrick, Jr CW.  Mikos, AG. McIntire, LV. "Prospectus of tissue engineering Frontiers in Tissue Engineering. New York USA", Elsevier Science Inc, pp.3-14,1998.

[3]. Silva, TH. Alves, A. Ferreira, BM. Oliveria, JM. Reys, LL. Ferreira, RJF. Sousa, RA. Silva, SS. Mano, jf. Reis, RL." Materials of marine origin: a review on polymers and ceramics of biomedical interest", International Materials Reviews, 2012.

[4]. Venkatesan, J. Kim, SK. "Marine Biomaterials", Springer Handbook of Marine Biotechnology, 2015.

[5]. Fung, Y. "A proposal to the National science Foundation for an Engineering Research Centre at USCD,” UCSD 865023", Center for the Engineering of Living Tissues, 2001.

[6]. Langer, R.  Tirrell, DA. "Designing materials for biology and medicine", Nature, vol. 428, pp.487-492, 2004.

[7]. Nair, LS. Laurencin, LC. "Tiodegradable polymers as biomaterials", Progress in Polymer Science, vol. 32, pp. 762-798, 2007.

[8]. Ratner, BD. "Biomaterials Science: An Introduction to Materials in Medicine", Academic Press, 2004.

[9]. Kim, SK. "Functional Marine Biomaterials: Properties and Applications", Elsevier, 2015.

[10]. d’Ayala, G. Malinconico, M. Laurienzo, P.  "marine derived polysaccharides for biomedical applications: chemical modification approaches", Molecules, vol. 13, pp.2069-2106,2008.

[11]. Hutmacher, DW. Goh, JCH. Teoh, SH. "An Introduction to Biodegradable Materials for Tissue Engineering Applications", Biomaterials for Tissue Engineering, vol. 30, pp.183-191, 2001.

[12]. Gomez, CG.  Lambrecht,  MVP. Lozano, J E. Rinaudo, M.Villar, MA. "enfluence of the extraction–purification conditions on final properties of alginates obtained from brown algae (Macrocystis pyrifera) ", Int Biol Macromol,  vol.44, pp.365-371, 2009.

[13]. Mulloy, B.  Linhardt,  RJ. "Order out of complexity—Protein structures that interact with heparin", Cur Opin Struct  Biol, vol. 11, pp.623-628, 2001.

[14]. Yang, JS.  Xie, YJ. He, W. "Research progress on chemical modification of alginate: A review", Carbohydr Polym, vol. 84, pp. 33-39, 2011.

 [15]. Berteau, O.  Mulloy, B. "Sulfated fucans, fresh perspectives: Structures, functions, biological properties of sulfated fucans and overview of enzymes active towards this class of polysaccharide", Glycobiology, vol. 6, 2003.

[16]. Senni, K.  Pereira, J. Gueniche, FD. Ladrat, Ch. Sinquin, C. Ratiskol, J. Godeau, G.Fischer, AM. Helley,D. C-Jouault, S. "Marine Polysaccharides: A Source of Bioactive Molecules for Cell Therapy and Tissue Engineering", Marine Drugs, vol. 9, pp. 1664-1681, 2011.

[17] Venkatesan, J.  Kim, SK. "Chitosan Composites for Bone Tissue Engineering—An Overview", Marine Drugs, vol. 8, pp.2252-2266,2010.

[18]. R-Vázquez, M.  V –Ruiz, B. R-Zúñiga, R. S-Koppel, DA. Q-Olvera, LF. "Chitosan and Its Potential Use as a Scaffold for Tissue Engineering in Regenerative Medicine", BioMed Research International, vol.15, 2015.

[19]. Nandini, CD.  Itoh, N. Sugahara, K.  "Novel 70-kDa chondroitin sulfate/dermatan sulfate hybrid chains with a unique heterogenous sulfation pattern from shark skin, which exhibit neuritogenic activity and binding activities for growth factors and neurotrophic factors",  BiolChem,vol. 280,4058-4069, 2005.

[20]. T-Bretaudiere, J. Chabut, D. Zierer, M. Matou, S. Helley, D. Bros, A. Mourao, PA. Fischer, AMA. "fucosylated chondroitin sulfate from echinoderm modulates in vitro fibroblast growth factor 2-dependent angiogenesis", Mol Cancer Res,vol. 1, pp.96-102, 2002.

[21]. Currey, J. "The structure and mechanics of bone",  Mater Sci, vol.47, pp. 41-54,2012.

 

[22]. Ferreira, AM.  Gentile, P. Chiono,V. Ciardelli, G. "Collagen for bone tissue regeneration", Acta Biomaterialia, vol.8, pp. 3191-3200, 2012.

[23]. Ajayan, P. Zhou, O. "Applications of carbon nanotubes", Carbon Nanotubes, vol.80, pp. 391-425,2001.

[24]. Samal, S.  Bal, S. "Carbon Nanotube Reinforced Ceramic Matrix Composites-A Review", Miner Mater Charact Eng, vol. 7, pp.355-370, 2008.

[25]. Usui, Y.  Aoki, K. Narita, N. Murakami, N. Nakamura, I. Nakamura, K. Ishigaki, N. Yamazaki, H. Horiuchi, H. Kato, H. "Carbon nanotubes with high bone-tissue compatibility and bone-formation acceleration effects", Small,  vol. 4,  pp.240, 2008.

[26] Wang, SF.  Shen, L. Zhang, WD. Tong, YJ. "Preparation and Mechanical Properties of  Chitosan/Carbon Nanotubes Composites", Biomacromolecules,vol. 6, pp. 3067-3072, 2005.

[27] صالحی شمیران، سمیه، صدوقی، مهرانگیز، صدرایی، سید همایون، کاکا،غلامرضا، بررسی ترمیم نقص استخوان با استفاده از غشا ژلاتین-کیتوزان و سلولهای بنیادی مشتق از چربی در موش صحرایی، ارزیابی رادیولوژیک و بیومکانیک، مجله علمی پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد، دوره 23 شماره 5، صفحه 431-420، سال 1394.

[28] مرادی مهدی، وارسته،طوبی، نبی پور،ایرج، مرجان­های خلیج فارس و مهندسی بافت، انتشارات دانشگاه علوم پزشکی و خدامات بهداشتی و درمانی بوشهر، سال 1395.

[29]نبی­پور،ایرج، کاربرد مرجان ها در مهندسی بافت استخوان، مجله طب جنوب، سال بیستم، شماره 2،  صفحه 244-217، سال 1396،

[30]. Berry, CC. Curtis, AS. "Functionalisation of magnetic nanoparticles for applications in biomedicine", Journal of physics D: Applied physics,vol. 36, pp.198, 2003.

[31]. Deodhar, AK. Rana, R. "Surgical physiology of wound healing: a review", Journal of Postgraduate Medicine, pp. 43-52, 1997.

[32]. Hunt, TK. Hopf, H. Hussain, Z. "Physiology of wound healing", Advances in skin & wound care, vol.13, p6, 2000,

 [33]. Pereira, R.  Carvalho, A. Vaz, DC. Gil, M. Mendes, A. Bártolo, P. "Development of novel alginate based hydrogel films for wound healing applications", International journal of biological macromolecules, vol.52, pp.221-230,2013.

[34]. Qin, Y.  Deny, Y. Hao, Y. Zhang, N. Shang, X. "Marine Bioactive Fibers: Alginate and Chitosan Fibers-A Critical Review", Journal of Textile Engineering & Fashion Technology, vol.1, p.5, 2017.

[35]. Thomas, S.  "Alginate dressing in surgery and wound management- part 3", Wound care, vol.9, pp. 163-166, 200.

 

[36]. Shao, X. Hunter, CJ. "Developing an alginate/chitosan hybrid fiber scaffold for annulus fibrosus cells", Biomed Mater Rea A,vol. 82, pp. 701-710, 2007.

[37]. Obar, K.  Ishihar, M. Ishizuk, T. and et.al. "Photocrosslink- able chitosan hydrogel containing fibroblast growth factor-2 stimulates wound healing in healing-impaired db/db mice", Biomaterials for Tissue Engineering,vol.24, pp. 3437-3444, 2003.

[38]. Inas, NEH. Kawkab, AA. "Application of chitosan for wound repair in dogs", Life Science Journal, vol. 1, p 2201, 2012.

[39] خدابخش،مرضیه، فروتن،هاله، ربانی،محمد، مرادی،شهرام، طلوعی،شهناز، بررسی تهیه هیدروژل از جلبک سارگاسوم استان سیستان و بلوچستان ایران به وسیله پرتوهای یونیزه کننده، مجله پژوهش و سازندگی در امور دام و آبزیان، شماره 79، صفحه 160-153، سال 1387.

[40] دلشاد،سعید، کریم­زاده،کتایون، مصطفایی،علی، استخراج کندروئیتین سولفات از ماهی خاویاری Acipenser stellatus  و بررسی اثر القایی آن بر تکثیر فیبروبلاستهای انسانی، مجله طب جنوب، سال بیستم، شماره 4، صفحه 360-349، سال 1396.

[41]. Mayer, AM. Rodríguez,  AD.  "Berlinck R G, Fusetani N. Marine pharmacology in 2007-8 Marine compounds with antibacterial, anticoagulant, antifungal, anti-inflammatory, antimalarial, antiprotozoal, antituberculosis, and antiviral activities; affecting the immune and nervous system, and other miscellaneous mechanisms of action, Comparative Biochemistry and Physiology Part C. Toxicology & Pharmacology, vol. 153, pp. 191-222, 2011.