Fabrication and Characterization of Regenerated Silk ...

Original Article

47 Modares Journal of Medical Sciences: Pathobiology, 15(2), Summer 2012 47

Fabrication and Characterization of Regenerated Silk/bioglass Composites for Bone Tissue Engineering

Sahba Mobini1, Mehran Solati-Hashjin2*, Saeed Hesaraki3, Michael Gelinsky4

1- Assistant Professor, Reproductive Biotechnology Research Center, Avicenna Research Institute, Academic

Center for Education, Culture and Research (ACECR), Tehran, Iran

2- Associated Professor, Department of Biomaterial, Faculty of Medical Engineering, Amirkabir University of

Technology, Tehran, Iran

3- Assistant Professor, Material and Energy Research Center, Karaj, Iran

4- Professor, Centre for Translational Bone, Joint and Soft Tissue Research, University Hospital Carl Gustav

Carus and Medical Faculty of Technische Universität Dresden, Germany

*Corresponding Address: P.O.Code: 1591634311, Department of Biomaterial, Faculty of Medical Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran

Email: [email protected]

Received: 14/Jan/2012, Accepted: 15/Jul/2012

Abstract Objective: One of the major issues in bone tissue engineering is the design and fabrication of bioactive, bioresorbable porous 3D scaffolds capable of maintaining their structure and integrity over a predictable period of time. One such approach is the fabrication of composite scaffolds. Methods: In this study we present fabrication and characterization of novel silk/bioglass-composite scaffolds. Regenerated fibroin was constructed from mulberry silk cocoons and calcium silicophosphate bioactive glass was made by sol-gel processing. For fabrication of a homogenous composite, grained bioglass particles were modified with 3-aminopropyltriethoxysilane coating. Fibroin/bioglass composite scaffolds were fabricated by the freeze-dry technique at different concentrations. Results: Silk protein extract was evaluated by FTIR and XRD methods. FTIR spectrum showed sharp amide peaks at 1655 cm-1 and 1530 cm-1 wave lengths, which confirmed the existence of fibroin. XPS analysis demonstrated that the amino groups were established on the surface of the glass powder. The fabricated 3D scaffolds were morphologically analyzed by scanning electron microscopy, which showed uniformly dispersed bioglass particles in all structures. Scaffolds were seeded with human mesenchymal stem cells for 21 days. Conclusion: Considering the cytocompatibility of the scaffolds and osteogenic differentiation during three weeks, it could be concluded that the appropriate combination of structural and biological properties make the silk/bioglass composite scaffold a probable choice for potential use in bone tissue engineering. Keywords: Bioactive Glass, Stem Cells, Silk Modares Journal of Medical Sciences: Pathobiology, Vol 15, No 2, Summer 2012, Pages: 47-60

مقاله اصيل

48 1391 تابستان، 2، شماره 15، دوره آسيب شناسي زيستي:مجله علوم پزشكي مدرس 48

هاي كامپوزيتي ابريشم بازيابي ساخت و بررسي خواص زيستي داربست فعال براي مهندسي بافت استخوان شيشه زيست/ شده

4ل گلينسكيائيميش، 3سعيد حصاركي، *2هشجين مهران صولتي، 1هبا مبينيص

سينا، تهران، ايران ابن- جهاددانشگاهي هاي نوين علوم پزشكي آوري مركز تحقيقات بيوتكنولوژي توليدمثل، پژوهشكده فن ،استاديار -1 گروه بيومتريال، دانشكده مهندسي پزشكي، دانشگاه صنعتي امير كبير، تهران، ايران، دانشيار -2 پژوهشكده فناوري نانو و مواد پيشرفته، پژوهشگاه مواد و انرژي، كرج، ايران ،يار استاد-3 نرم بيمارستان كارل گوستاو كاروس، دانشكده پزشكي، دانشگاه فني درسدن، آلمانغضروف و بافت استاد، مركز تحقيقات استخوان، -4

دانشگاه صنعتي اميركبير، دانشكده مهندسي پزشكي، گروه بيومتريال، 1591634311: تهران، كدپستيايران، : آدرس نويسنده مسئول*

Email: [email protected]

25/04/91 :پذيرش مقاله 25/10/90 :دريافت مقاله چكيده

فعـال و قابـل جـذبي بعدي زيـست هاي سه يكي از مسائل اصلي مهندسي بافت استخوان طراحي و ساخت داربست :هدفيابي بـه ايـن هـدف يكي از رويكردهاي دست؛ است كه بتواند يكپارچگي ساختاري خود را در طول زمان ترميم حفظ كند

.هاي كامپوزيتي است داربستساخت يابي داربـست كـامپوزيتي متـشكل از ابريـشم بازيـابي شـده و شيـشه در اين پژوهش ساخت و مشخصه :ها مواد و روش

ژل -هاي كرم ابريشم و شيشه كلسيم سيليكوفسفاتي بـه روش سـل ابريشم بازيابي شده از پيله . فعال بيان شده است زيستفعال آسياب و توسـط تـري آمينـو پروپيـل تريتوكـسي پوزيت يكنواخت، ذرات شيشه زيست براي ايجاد يك كام . تهيه شد

هـاي فعال به روش خشكاندن انجمادي و در نـسبت شيشه زيست / هاي كامپوزيتي ابريشم داربست. سيلان پوشش داده شد .متفاوتي تهيه شد

در طيـف . شـد بررسـي XRD و FTIRآزمـون هـاي با استفاده از ) فيبروئين(فعال و پروتئين ابريشم شيشه زيست :نتايجFTIR هاي پروتئين ابريشم نقاط اوج به طور واضح در طول موجcm-1 1655 و cm-1 1530 ظاهر شد كه حضور فيبروئين

هاي آميني روي سطح ذرات شيشه را نـشان روي پودر شيشه پوشش داده، حضور گروه XPSانجام آزمون . كرد را تأييد مي دست آمده سـاختار تصاوير به. هاي سه بعدي توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي بررسي شد تار داربست ساخسپس . داد

ها كاشته شـد ي روي داربست هاي بنيادي مزانشيمي انسان سلول. ها را به خوبي مشخص كرد يكنواخت و متخلخل داربست . شدها انجام هاي زيستي، رشد و تكثير و تمايز روي آن روز آزمون21و طي رسـد ها پس از سه هفتـه، بـه نظـر مـي سازگاري و تمايز استخواني سلول با توجه به ساختار يكپارچه، زيست :گيري نتيجه

. هاي مهندسي بافت استخوان باشد فعال گزينه قابل طرحي در زمينه داربست شيشه زيست/ هاي كامپوزيتي ابريشم داربست

بنيادي، ابريشم ايه فعال، سلول شيشه زيست:واژگان كليد

مقدمه هاي حياتي و چند منظوره بدن بافت استخوان يكي از بافت

نظير اين بافت توانـايي هاي بي اگرچه يكي از ويژگي ]. 1[است هــاي بــزرگ نيــاز بــه در خــودترميمي اســت، در مــورد آســيب

60-47: ، صفحات1391 تابستان، 2، شماره 15، دوره آسيب شناسي زيستي:مجله علوم پزشكي مدرس

شيشه زيست فعال براي مهندسي بافت استخوان/ داربست كامپوزيتي ابريشم


پيوند بافت استخوان كه به ]. 4-2[هاي كمكي وجود دارد درمانهاي درمـاني امـروزه مـورد اسـتفاده قـرار يكي از روش عنوان

گيرد با مشكلاتي نظير كمبـود بافـت پيونـدي و تخريـب و ميهـاي انگيـزه ]. 6، 5[آسيب در محل برداشت بافت همراه است

اقتصادي، فراهم كردن آسـايش بيـشتر بيمـار و درمـان آسـيب اي هاي كلي از مواردي است كه باعث شده توجـه ويـژه ديدگي

هاي جايگزين از جمله مهندسي بافـت صـورت گيـرد به درمان مهندسي بافت استخوان كه كمتـر از سـه دهـه از عمـر آن ]. 7[

هاي بازيابنده است كه بر اساس تلفيـق گذرد از جمله درمان ميهـاي زيـستي بنـا سه جزء اساسي، داربست، سـلول و مولكـول

سـتخوان هـا در مهندسـي بافـت ا داربست]. 8[نهاده شده است هـا را در خـود آورد تا سلول فضاي فيزيكي مناسبي را پديد مي

هاي زيستي سبب تـشويق تـشكيل با تبادل مولكولو جاي داده ها بـه تـدريج از بـين رفتـه و داربستسپس . بافت جديد شود

نه تنها ]. 10، 9[دهد جاي خود را به طور كامل به بافت تازه مي ي و متخلخل خود فضاي رشـد داربست بايد با ساختار سه بعد

سازي كنـد، بلكـه بايـد بتوانـد از نظـر ها را شبيه و تكثير سلول مكانيكي، ثبات و عملكرد نسبي بافت را تا زمان تـشكيل بافـت

هـا ترين مسائل مربوط به داربست يكي از مهم . جديد تأمين كند داشتن تخلخل مناسب و ثبـات مكـانيكي بـه طـور همزمـان و

]. 11[تناسب با زمان تشكيل بافت جديد اسـت پذيري م تخريبهــا يكــي از از ايــن رو طراحــي ســاختاري و مــوادي داربــست

كارها بـراي دسـتيابي بـه يـك شـيوه مناسـب از ترين راه اصلي . هاي بازيابنده است درمان

هاي امروزه ابريشم به عنوان يك پليمر طبيعي در زمينه درمان اسـتحكام ].14-12[گرفته اسـت بازيابنده بسيار مورد توجه قرار

پـذيري طـولاني مـدت سـازگاري و تخريـب مكانيكي، زيـست تحقيقات ابريشم سبب شده تا در زمينه مهندسي بافت استخوان

ــادي روي آن ــرويين ]. 17-15[انجــام شــود زي ) Fibroin(فيب گلايـسين اسـت كـه تركيبـي -هاي آرژنين ابريشم داراي توالي

عوامل بـسياري از قبيـل ميـزان . رود سازگار به شمار مي زيستــورينگي، آب ــزي، وزن مولكــولي و وجــود محــل بل ــاي گري ه

هــاي تخريــب بــا آنــزيم: Proteoletic(شكــست پروتئولتيــك روي سرعت جـذب پليمرهـا اثـر ) سلولي موسوم به پروتئازها

دهد دو مسير تخريب پروتئولتيـك و شواهد نشان مي . گذارد ميتخريــب . قابــل تــصور اســتجــذب تــدريجي بــراي ابريــشم

در بـدن مـوش فيبرويين دست آمده از بعدي به هاي سه داربستبررسـي ) سال 1تا (و بلند مدت ) ماه 2(در دو بازه كوتاه مدت

هـاي ها نشان داد كـه تخريـب داربـست اين بررسي . ه است شدبـه شـدت متـأثر از ) In Vivo(تنـي دروندر شرايط فيبروييني ــت ــي ريخ ــد ) Morphology(شناس ــست، روش و فرآين دارب

فرآوري شده بـر پايـه يها ساخت است؛ به طوري كه داربست كـه يحـال در ماه به طـور كامـل تخريـب شـد 6 تا 2آب بين تا ) Hexafluoroisopropanol: HFIP(هاي پايه آلي داربست

مجموعـه ايـن خـواص ]. 18[بيشتر از يك سال نيز پايدار بـود هـاي سـخت زين مناسبي براي بافتسبب شده كه ابريشم جايگ

كارهـا در مهندسـي تـرين راه يكي از مهـم ]. 19[به حساب آيد بافــت اســتخوان تلفيــق ســه عنــصر داربــست هــدايت كننــده

. هـا اسـت استخوان، فاكتورهاي القـا كننـده اسـتخوان و سـلول داربست هدايت كننده استخوان طبق تعريف بستري اسـت كـه

ها را فـراهم كـرده و بـه مـوازات لامكان چسبيدن و تكثير سلو هـاي داربـست ]. 21، 20[تشكيل بافـت اسـتخوان تحليـل رود

امـا خاصـيت ] 22[خاصيت هدايت استخواني دارنـد فيبروييني ايـن . القاكنندگي اسـتخوان نيازمنـد فاكتورهـاي ديگـري اسـت

هـاي هاي زيـستي يـا يـون توان با كمك مولكول خاصيت را مي فعال خاصـيت القـا كننـدگي هاي زيست هشيش. ويژه ايجاد كرد

) Composite( دارد بنـابراين بـا كامپوزيـت كـردن را استخوان. توان اين خاصيت مهم را به سـامانه افـزود ميفيبرويين ها با آن

/ هاي كامپوزيتي پليمر اشاره شده است كه سيستم ؛ علاوه بر اين يش سراميك نوعاً خواص هدايت كنندگي استخوان را نيـز افـزا

فعـال سـه جزئـي سليكوكلـسيم شيـشه زيـست ]. 23[دهـد مي-SiO2-CaOتـايي فسفاتي تركيـب مشخـصي از سيـستم سـه

P2O5 ژل تهيـه -توان آن را به روش دما پايينِ سل است كه مي تواند با بافت نرم و سخت پيوند فعال مي اين شيشه زيست . كرد

و همكارانصهبا مبيني


در ]. 24[تشكيل شـود هاي فيبروزي ايجاد كند بدون اينكه لايه هــاي كــامپوزيتي ابريــشم و شيــشه پــژوهش حاضــر داربــست

هـاي مختلـف و بـه روش خـشك كـردن فعال با نسبت زيستترين چالش پـيش رو، مهم. تهيه شد ) Freezedring(انجمادي

دستيابي به كامپوزيتي يكنواخت از پليمر طبيعي ابريشم و شيشه و خرد رفته شد؛ كار پيش گ به اين منظور دو راه . فعال بود زيست

يابي به سطح كوچك كردن اندازه ذرات پودر شيشه براي دست كارهـا ويژه بالاتر و تشكيل سوسپانسون پايدارتر يكي از اين راه

ذرات شيشه به منظور ايجاد پيوند بين پليمر ؛از سوي ديگر . بودپوشش داده ) Aminosilane(و شيشه با يك ماده آمينوسيلاني

تشكيل سوسپانسيون پايدار و نيز تأثير احتمالي شد تا اثر آن در .آن بر خواص زيستي بررسي شود

ها مواد و روش مواد اوليه

كربنـات هـاي نمكفيبرويين زدايي و استحصال براي صمغ ــبرم، )Na2CO3 (ميســد ــ ليدي ــا خ) LiBr (ميت ــالاب ي لــوص ب

ـ د وبيت. تهيه شد ) ، آلمان Merck( درصد از شركت 9/99 زيالي كيلـو دالتـون از شـركت 14-12ي مولكـول عبـور وزن بليت با قا

)Sigma آب دوبـار تقطيـر فـوق خـالص . خريداري شد ) ، آلمان :Ultra Pure Water ( آب فوق خالصهي تهدستگاه از حاصل از

UPW ( ساخت شركت)Sartorius هـاي لهيپ. تهيه شد ) ، آلمان قـات يمركز تحقاز طرف ) Bombyx mori( موري كسيكرم بومب

تتـرا اتيـل . در قالب هديه تحقيقاتي دريافـت شـد راني ا شميابرو تـري ) Tetraethyl orthosilicate: TEOS(اورتوسيليكات

ــسفات ــل ف ــركت ) Triethyl Phosphate: TEP(اتي از ش)Merck فعال و براي سنتز شيشه زيست )، آلمانα- آمينو پروپيل

)Aminopropyl Triethoxy Silane: APS(تريتوكسي سيلان . تهيه شـد براي پوشش ذرات شيشه ) ، آلمان Sigma(از شركت

هـاي بنيـادي سـازگاري، سـلول هـاي زيـست براي انجام آزمون :Human Mesenchymal Stem Cells(مزانـشيمي انـساني

hMSC (از Dresden University Hospitalتهيــه شــدند . :Dulbecco's Modified Eagle Medium(محـيط كـشت

DMEM ( لوكز كم گ) شركتBiochrom سرم جنين )، انگلستان ، ، )، سوئيسLonzaشركت ) (Fetal Calf Serum: FCS(گوساله

2، اسـكوربيك اسـيد )Dexamethasone: Dex(دگزامتـازون ، بتا گليسرو)Ascorbic Acid 2-Phosphate: AAP(فسفات

، Sigmaشـركت ) (β-Glycerophosphate: β-GP(فـسفات شـركت ) (Lactate Dehydrogenase: LDH(، كيـت )آلمان

Madisonــا ــافر )، آمريك ) ALP) AlkalinePhosphatase، بشركت ) (Picogreen: PG(، پايكوگرين )، آلمانsigmaشركت (

Ugeneآمريكـــــا ،( ،pNpp) p-Nitrophenyl Phosphate( شركت ) (Teriton X-100(و تريتون ) ، آلمانSigmaشركت (

Sigmaخريداري شد) ، آلمان.

از ابريشم بومبيكس موريفيبرويين روش تهيه ) Sericin(ابريشم ابتدا بايد سريسين فيبرويين براي تهيه

زدايـي اليـاف بـه منظـور صـمغ . حذف شـود ) صمغ ابريشم (ابريشم، سه عدد پيله كرم بـومبيكس مـوري بـاز و شـفيره آن

02/0ليتر كربنات سديم ميلي 750ها در سپس پيله . خارج شد دسـت آمـده الياف به . به مدت يك ساعت قرارداده شد مولار

كـشي سه بار با يك ليتر آب ديونيزه سرد و گرم به خوبي آب بـراي تهيـه . و به مدت يك شـب در زيـر هـود خـشك شـد

زدايي شـدة ابريـشم بـه ين محلول در آب، الياف صمغ يفيبرومايد بـه و مولار ليتيم بر3/9 درصد وزني در محلول 10نسبت محلـول . گـراد حـل شـد درجه سـانتي 55ساعت در 5مدت

ساعت در غـشاي ديـاليز 36به مدت فيبرويين غليظ نمك و دالتون در يك ليتر آب فـوق خـاص 12000با ضريب خروج

بـار 6آب ظرفي كه كيسه دياليز در آن قرار داشـت . قرار داده شد محلول باقي مانده در غشاي دياليز . طور منظم تعويض شد به

ساعت در خشك كن انجمادي قرار داده شـد تـا 12ت به مد فيبـرويين . دسـت آيـد خالص قابل حـل در آب بـه فيبرويين

استحصال شده به اين روش به صورت پـودر سـفيد رنـگ و



بـراي بازيـابي سـاختار . قابل نگهداري در دماي محيط اسـت دقيقه در مجـاورت 30به مدت حداقل فيبرويين صفحات بتا

.قرار گرفت درصد 99متانل

-SiO2فعال سه جزئـي روش تهيه شيشه زيست

CaO-P2O5 و پوشش دادن آن با APS ــست ــشه زي ــي شي ــه جزئ ــال س ــا SiO2-CaO-P2O5فع ب

ژل تهيـه -به روش سل ) درصد 61/1-27/6-11/3(هاي نسبت مولار اسـيد نيتريـك اضـافه و 0/1 به محلول TEOSابتدا . شد

. همـزن قـرار داده شـد به مدت يك ساعت در دماي اتاق روي ايـن . اضافه شد TEOS به محلول TEPسپس نيتريد كلسيم و

دقيقـه انجـام شـد تـا واكـنش بـه 45مرحله به آرامي در مدت براي تكميل واكنش هيدروليز مخلوط . صورت كامل انجام شود

سپس بـه ). آماده كردن سل (زده شد به مدت يك ساعت به هم ــراي ــد و ب ــل ش ــوني منتق ــروف تفل ــه 25 روز در 6ظ درج

روز در 3ژل به مدت ). پيرسازي ژِل (گراد نگهداري شد سانتيگراد خشك درجه سانتي 120 روز در 2گراد و درجه سانتي 70

800 سـاعت در 3در پايان شيشه به مـدت ). خشك كردن (شد هـا و مـواد آلـي گراد حرارت داده شـد تـا نيتـرات درجه سانتي مرحله ؛ ر دو مرحله آسياب شد پودر شيشه سپس د . خارج شود

در و دقيقه انجام شـد 10اول به كمك هاون عقيق مكانيكي در اي در ظـرف زيركونيـايي مرحله دوم به كمك آسياب مـاهواره

)Zirconia ( هايي از همـان جـنس در حـضور اتـانول، با گلوله دور بـر 250مكانيكي به مدت دو ساعت با سرعت خرد كردن

ليتـر ميلـي 50 گـرم شيـشه، 5ه ازاي هر ب. دقيقه صورت گرفت گـرم گلولـه 482ليتـري بـه همـراه ميلـي 250اتانول در ظرف

پـودر شيـشه بعـد از ايـن . متري استفاده شد ميلي 5زيركونيايي ميكرومتر به كمـك ميـز ارتعاشـي فراصـوت 20مرحله از الك

دهـي براي پوشـش . بندي مطلوب برسد عبور داده شد تا به دانه در هگـزان APS درصـد 3 محلـول APSفعال با ستشيشه زي

يــك گــرم شيــشه APSليتــر تهيــه شــد و بــه ازاي هــر ميلــياي بـه فعال به سيستم اضافه شد و در ظـرف در پوشـيده زيست

گراد با سرعت متوسط درجه سانتي 65 ساعت در دماي 6مدت بار با هگزان و آب شستشو 5سوسپانسيون حاصل . مخلوط شد

. ه مدت يك شبانه روز در زير هود خشك شد ب وداده شد

/ فيبـرويين هاي كـامپوزيتي روش تهيه داربست فعال شيشه زيست

شيـشه در دو گـروه / فيبـرويين هـاي كـامپوزيتي داربستفعال بدون پوشش و در گروه اول از شيشه زيست . ساخته شد

APSفعال پوشش داده شده بـا در گروه دوم از شيشه زيست هـاي در هر دو گروه سه دسته نمونـه بـا نـسبت .استفاده شد

ساخته شـد 1:50 و 1:10، 1:5وزني شيشه به پروتئين خشك هــاي موجــود، ميــزان مشخــصي از بنــابر نــسبت). 1جــدول (

درصد وزني با پودر شيشه به كمـك قلـم 4فيبرويين محلول لازم به ذكر . دقيقه مخلوط شد 10فراصوت روي يخ به مدت

تر مدت زمـان اسـتفاده از هاي غليظ تركيب است كه در مورد يابي به سوسپانسيون نسبتاً پايدار قلم فراصوت منوط بر دست

در فيبـرويين / ها سوسپانسيون شيشه براي ساخت نمونه . است سـاعت در 4ها به مدت قالب. ظرف كشت سلولي ريخته شد

گـراد و درجه سانتي - 80 ساعت در 2، گراد درجه سانتي - 20 مدت يك شب در خـشك كـن انجمـادي قـرار داده سپس به

دست آمده در ايـن مرحلـه بـه راحتـي و هاي به داربست. شدپروتئين شود زيرا طي فرآيند استحصال، سرعت درآب حل مي

بـراي . ساختار بلـورين خـود را از دسـت داده اسـت فيبرويين درصـد 8/99از متانول فيبرويين صفحات بتا در بازيابي ساختار

هـر داربـست در يـك . استفاده شـد ) ، آلمان Merck شركت( سـپس . ور شـد ليتر متانول به مدت يـك سـاعت غوطـه ميلي

زدايي شده شستـشو داده شـد تـا متـانول از دو بار با آب يون هـا بـار ديگـر در خـشك كـن داربـست . محيط خـارج شـود

هـاي نـايلوني مخـصوص انجمادي قرار داده شد و در پاكـت كيلـوگري 35تفاده از پرتوي گاما با شـدت بندي و با اس بسته

)KGy (سترون شد.



شيشه زيست فعال/ هاي كامپوزيتي فيبروئين هاي داربست شناسه نمونه 1جدول

داربست كامپوزيتي شيشه:نسبت فيبرويين شناسه نمونه

BG2- 1:50 شيشه يست فعال بدون پوشش /فيبرويينATPS

BG10- 1:10 ل بدون پوشش شيشه يست فعا/فيبرويينATPS

BG20- 1:5 شيشه يست فعال بدون پوشش /فيبرويينATPS

BG2+ 1:50 پوشش باشيشه يست فعال /فيبرويين ATPS

BG10+ 1:10 شيشه يست فعال با پوشش /فيبرويينATPS

BG20+ 1:5 شيشه يست فعال با پوشش /فيبرويينATPS

يابي فيزيكي و شيميايي مشخصه

ضور پيونـدهاي آمينـي ويـژه پـروتئين به منظور تأييـد ح ـ فعــال، آزمــون هــاي شيــشه زيــست و بررســي پيونــدفيبــرويين

Fourier Transform (سنجي تبديل فوريه مـادون قرمـز طيفInfrared Assay( سـنجي تبـديل فوريـه توسط دسـتگاه طيـف

:Fourier Transform Infrared Spectroscopy (مادون قرمزFTIR( مدل EQUINOX 55 ر بازهدcm-1 500-4000 طبـق

براي بررسي ميزان . انجام شد ) E1252-07 ASTM(استاندارد بلورينگي و مطالعـه تغييـرات قبـل و بعـد از تـأثير متـانول بـر

فاز و تأييد حضور فيبرويينساختار ثانويه مولكولي و بلورينگي اي در ماده تهيه شده، آزمايش پرايش پرتـو ايكـس توسـط شيشه

مـدل )X-Ray Diffraction: XRD( پرتو ايكس دستگاه پراشD5000 SIMENS در بازه Ө2 : °70-°5 )2روي هدرج ـ) تتا

هاي تثبيت نمونه. قبل و پس از بازيابي انجام شد فيبرويين شيشه و هاي بنيادي توسط ميكروسكوپ الكتروني ها و سلول شده داربست

، دسـتگاه )Scanning Electron Microscope: SEM(روبشي SEM مدل XL 30/ESEMPhilips در وضعيت فيلـد اميـژن

)Field Emission ( در حالـت الكتـرون ثانويـه)Secondary Electron ( و الكترون برگشتي)Back Scattered Electron (

-Master(بندي توسط دستگاه مالورن تعيين دانه . شدندبررسي

Sizer Malvern ( ــد ــام ش ــه روش . انج ــنجي ب ــل س تخلخ بـه عنـوان مـايع جـايگزين هگـزان .يي مايع انجام شـد جا جابه

اي ابريـشمي در حجـم معينـي از داربست اسـتوانه . انتخاب شد ور شد و حجم خوانده شده دقيقه غوطه 5به مدت ) v1(هگزان

حجم بـاقي مانـده هگـزان در . در نظر گرفته شد ) v2(به عنوان ) v3(ان استوانه مدرج پس از خارج كردن داربست اشباع به عنو

1بـا اسـتفاده از رابطـه ) ε(ميـزان تخلخـل داربـست . ثبت شد بـار تكـرار 3آزمون براي هر نوع داربست حداقل . محاسبه شد

:پذير باشد شد تا محاسبات آماري امكان درصدv3-v2)/(v3-v1=(ε(×100 :1رابطه

سازگاري آزمون زيستهــاي تفاده از ســلولســازگاري بــا اســ هــاي زيــست آزمــون

hMSC هاي براي اين كار سلول . انجام شدhMSC در محـيط واحــد در 10 درصــد و FCS 9 كــم گلـوكز، DMEMكـشت

ليتـر ميكروگرم بر ميلي 100و ) Penicillin(سيلين ليتر پني ميليتكثيـر ) -OSمحيط كـشت (، )Streptomycin(استرپتومايسين

سـاعت قبـل از 24 تهاي سترون شده، به مـد داربست. شدند 12×105 سـپس . كاشت در محيط كـشت سـاده قـرار داده شـد

هـا و سلول به صورت سوسپانسيوني غلـيظ بـه روي داربـست هـاي نمونـه . سلول در ظرف كشت كنتـرل منتقـل شـد 5×104

پـس از . استاندارد نيز بـراي تعيـين ضـريب تبـديل تهيـه شـد محـيط كـشت ها در هاي روز اول نيمي از نمونه برداشت نمونه

و نيمــي ديگــر در محــيط كــشت حــاوي مــواد ) -OS(ســاده β-GP و Osteogenic (+)OS( ،DEX ،AAP(اســـــتخوانزا -بـه روز 21 و 14، 1،7 ها در مقاطع زماني نمونه. قرار داده شد

:Phosphate Buffered Saline(خوبي با فسفات بافر سالين



PBS ( هـر از 21 و 1در روز . برداشـت شـد سپس شستشو و بـرداري بـا ميكروسـكوپ داربست يـك نمونـه بـراي تـصوير

هـا بـه مـدت به اين ترتيـب كـه نمونـه . الكتروني برداشت شد و گرفـت درصد در دماي اتـاق قرار 7/3ساعت در فرمالدهيد 1

هـا بـه روش خـشك كـردن نمونه. رقيق شد درصد 1 سپس تا تهيه براي. گيري شده و با طلا پوشش داده شد نقطه بحراني آب هاي ذخيره شده بـه ابتدا نمونه) Cell Lysates(لايزيت سلولي

عدد ساچمه فـولاد زنـگ 5. دقيقه روي يخ ذوب شد 20مدت ــدورف ــزن در اپن گــذاري شــده شــماره) Eppendorf(هــاي ن

) ، آلمـان Pre-Cellyser-24(مخصوص دستگاه پريـسل لايـزر ــرار داده شــد ــر 450. ق ــك ا PBS ميكروليت ــر ي ــه ه ــرد ب ز س

لايـزر هـا در دسـتگاه پريـسل اپنـدورف . ها اضافه شد اپندورف)Pre-Cellyser ( ثانيه به چرخش 10 به مدت 5900با سرعت

هدف . ثانيه يك بار ديگر تكرار شد 5اين عمل با فاصله . درآمدهـا و خـارج كـردن تمـام از اين عمليات خرد كـردن داربـست

ـ هايي است كه به داخل آن نفوذ كـرده سلول پـس از عمـل . دان 500هـا بـه اضافه شد تا مجموع حجم x10تريتون خرد كردن

دقيقه روي يـخ 50ها به مدت سپس اپندورف . ميكروليتر برسد رويي شـفاف و در اين مرحله براي جدا كردن مايع . انكوبه شد

فوژ ي سـانتر 1500 دقيقه با سـرعت 5ها به مدت تميز، اپندورف لايزيت . هاي جديد منتقل شد دورفرويي تميز به اپن شد و مايع

بـراي انجـام . سلولي براي ادامه آزمايش روي يخ نگهداري شد ميكروليتر از لايزيت هر نمونه با دو با تكـرار LDH 50آزمون

سپس محلول سوبستراي . اي منتقل شد خانه 96به ظرف كشت LDH دقيقـه در تـاريكي 30 به هر خانه اضافه شد و به مـدت

پس از طي اين مدت واكنش به سرعت . ان داده شد به آرامي تك . يـك نرمـال متوقـف شـد ) AcOH) Acetyl hydroxideبـا

هاي ايجاد شده توسط يك سشوار گـرم برطـرف شـد و حبابــر ــا فيلت ــگ آن ب ــذب رن ــتگاه 492ج ــط دس ــانومتري توس ن

) ، آلمـان Microplate Reader) (Tecan(ميكـروپلات ريـدر انجـام PG بـا اسـتفاده از DNAي آزمون كم ـ . گيري شد اندازه - در بــافر تــريس1:800محلــول پــايكوگرين بــه نــسبت . شــد

EDTA) Tris-Ethylenediaminetetraacetic Acid ( رقيـقــرار در ظــرف 10. شــد ــار تك ــا دو ب ــت ب ــر از لايزي ميكروليت

بـه آن PG ميكروليتـر محلـول 196اي سياه ريختـه و خانه 96به مدت پنج دقيقـه در ) Shaker(سپس روي شيكر ؛ اضافه شد

شـدت رنـگ فلورسـانس بـا طـول مـوج . تاريكي انكوبه شـد نـانومتر بـا كمـك 535 نانومتر و طول موج نـشر 485تحريك

، ALPگيـري براي انجام آزمون انـدازه . گيري شد دستگاه اندازه ــه ــك از نمون ــر ي ــراي ه ــدورف ب ــري اپن ــاده دو س ــا آم ه

ميكروليتـر 125زيـت و ميكروليتـر لاي 25. گذاري شد برچسب pNppگرم ميلي 1اين محلول شامل (ALPمحلول سوبستراي

ها اضـافه به هريك از اپندورف ) است ALPليتر بافر ميلي 1در دقيقـه 30ها به مدت ، نمونه )Vortex(پس از ورتكس كردن . شدگراد انكوبه شـد و سـپس واكـنش بـا سـود درجه سانتي 37در

دقيقـه بـا 10هـا بـه مـدت پنـدروف سپس ا . شدنرمال متوقف ميكروليتـر از 200در نهايت . دور سانترفوژ شد 13200سرعت

405اي منتقل و جذب آن بـا فيلتـر خانه 96هر نمونه به ظرف . شد گيري نانومتر توسط دستگاه اندازه

دست آمده از پيله كرم بومبيكس موري فيبروئين بهFTIR طيف 1نمودار

نتايجرا نـشان فيبـرويين دست آمـده از به FTIR طيف 1 نمودار

II و آميـد cm-1 1655 در Iحضور بارز باندهاي آميـد . دهد مي cm-1 درIII و آميـــد cm-1 699و تأييـــد آن درcm-1 1530در

هاي در هـم وجود پروتئين را در ساختار مارپيچي و پيچ 1239 ابريشم FTIRبا مقايسه اين نمودار و طيف . كند كاملاً تأييد مي



ايـن ] 25[دست آمده توسـط ديگـر محققـان بوبيكس موري به . استفيبرويين شود كه پروتيئن حاضر اطمينان حاصل مي

آزمون پراش پرتو ايكس بـه منظـور بررسـي تغييـر ميـزان استحصال شده در دو مرحله قبـل و بعـد از فيبرويين بلورينگي

پراش پرتو ايكـس نتايج آزمون . بازيابي توسط متانول انجام شد قـوي در طيـف ) Peak(دو نقطـه اوج . آمده است 2 نموداردر

Ө2=14◦قبل از قرار گـرفتن در متـانول در فيبرويين مربوط به اين نقاط اوج نمايانگر ساختار . قابل مشاهده است Ө2=6/5◦و

Silk I بازيـابي شـده دو فيبـرويين در طيـف ]. 27، 26[ هستندشـود كـه ديده مـي Ө2=21◦و Ө2=20◦نقطه اوج شاخص در

بازيابي شـده بـا متـانول فيبرويين نشانه ساختار صفحات بتا در ].29، 28[است

قبل و بعد از بازيابي با متانولفيبرويين طيف پراش پرتو ايكس 2 نمودار

SiO2-CaO-P2O5فعال شيشه زيستFTIR طيف 3نمودار

كه قبلاً SiO2-CaO-P2O5فعال شيشه زيست FTIRطيف به طور كامل ارزيابي شده در ] 30[توسط حصاركي و همكاران

براي كسب اطمينان از عدم تشكيل بلـور، . آمده است 3 نمودارطيـف پـراش . طيف پراش پرتو ايكس آن بار ديگر بررسي شد

شكل بـودن سـاختار شيـشه اسـت در پرتو ايكس كه بيانگر بي . آمده است4 نمودار

SiO2-CaO-P2O5فعال راش پرتو ايكس شيشه زيست طيف پ4 نمودار

گيـري در سـامانه فعال براي بـه كـار لازم بود تا شيشه زيست انـدازه . كامپوزيتي به پودري با اندازه ذرات بسيار ريز تبديل شود

SEMدانه قبل از آسياب كردن به طور نـسبي بـا تـصويربرداري ن توزيـع پس از آسياب و الك كـرد . ) الف 1شكل (مشخص شد

نـشان ) ب1شـكل (نمودار انـدازه ذرات . اندازه ذرات تعيين شد ميكرومتـر اسـت 20 از ذرات پودر شيشه زيـر درصد 80 دهد مي

.رسد كه براي تشكيل سوسپانسيون پايدار اندازه مناسبي به نظر ميــا پلميــر ــا هــدف ايجــاد پيونــد ب بخــشي از پــودر شيــشه ب

براي اطمينان از تشكيل . د پوشش داده ش APSتوسط ) فيبرويين(هاي سـطحي شيـشه قبـل و اين پوشش روي ذرات شيشه، پيوند

سنجي فوتوالكتروني پرتو ايكـس دهي توسط طيف بعد از پوشش )X-Ray Photoelectron Spectrometer: XPS (بررسي شد .

نمودار طيف گسترده و طيف با وضوح بـالاي كـربن و نيتـروژن . آمده است5 نمودارادن در شيشه قبل و بعد از پوشش د

كـه عنـصر اصـلي تـشكيل كمي با فرض اين براي بررسي حضور باقي عناصـر بـه صـورت ،دهنده شيشه سيليسيوم است

. محاسبه شد XPSنسبتي از سيليسيوم از روي نقاط اوج طيف اين مقادير از نرماليزه كردن مقادير نقاط اوج عناصـر در طيـف

XPSــا اســتفاده از رابطــه ــه2 ب RSFدســت آمــد كــه درآن ب)Relative Strength Factor ( فاكتور حساسيت نسبي طيـف

Norm Area، تابع عبـور طيـف سـنج TX.Fanctionسنج و . شدت خام يا داده خام استRaw Areaشدت نرمال و

1



: 2رابطه

پـس از SiO2-CaO-P2O5فعـال بندي شيشه زيـست نمودار توزيع دانه )ب قبل از خرد شدن، SiO2-CaO-P2O5فعال ذرات شيشه زيست SEM تصوير ) الف 1شكل

خرد شدن

قبل و بعد از SiO2-CaO-P2O5فعال شيشه زيستXPS طيف 5نمودار APSپوشش دادن با

قبل و SiO2-CaO-P2O5فعال مقادير نسبي عناصر در شيشه زيست2 لجدو APSبعد از پوشش دادن با

ATPSشيشه با پوشش شيشه بدون پوشش عنصر

788/1 614/0 [C]:[Si] 19/0 - [N]:[Si] 197/2 445/2 [O]:[Si] 011/0 - [F]:[Si] 034/0 061/0 [P]:[Si] 021/0 - [Cl]:[Si]

2/0 298/0 [Ca]:[Si]

- 009/0 [Zr]:[Si]

106/0 - [N]:[C]

با حالت الكترون برگشتي از مقطع ×100 با بزرگنمايي SEM تصوير 2شكل ابريشم/ فعال قالب گيري شده داربست كامپوزيتي شيشه زيست

مقـادير نـسبي عناصـر در شيـشه قبـل و بعـد از 2جدول

پوشش بر حسب عنصر سليسيم را كه بر اسـاس شـدت نقـاط .دهد دست آمده است، نشان مي به2اوج محاسبه شده از رابطه

كه با هدف افزودن فيبرويين / يشههاي ش ساختار كامپوزيت بـراي ارتقـاي خواصـي فيبـرويين فاز معدني به سيستم پليمري

. شـد بررسـي SEMنظير القا كنندگي استخوان ساخته شـد بـا با حالت الكترون برگشتي از سطح مقطع SEM تصوير 2شكل

.دهد داربست كامپوزيتي قالب گيري شده را نشان مينتــايج آزمــون بــا حــداقل ســه بــار تكــرار مــشخص كــرد

درصـد 30/92 درصـد داراي 2فيبرويينـي هاي بـا زمينـه نمونه 40/87 درصـد داراي 4فيبرويينـي هاي با زمينه تخلخل و نمونه . استدرصد تخلخل

LDHها به طور موازي توسط دو آزمون ميزان تكثير سلول ). 6نمودار (بررسي شد) =6n( با شش بار تكرار DNAو

Raw Area= Norm Area RSF.TX.Function

µ500 m



)n=6 انحراف معيار، ±ميانگين ( روز 21هاي كامپوزيتي طي كاشته شده روي داربستhMSCهاي روي سلولDNA و LDHهاي نتايج آزمون6نمودار

كاشـته شـده روي hMSCهـاي روي سـلول ALP نتـايج آزمـون 7نمودار روز21طي هاي كامپوزيتي داربست

هــاي استئوبلاســتي هــاي بنيــادي بــه ســلول تمــايز ســلول)Osteoblast Cells ( در يــك مجموعــه طراحــي شــده بــراي

مهندسي بافت استخوان يكي از اهداف اصـلي ايـن سيـستم بـه شـد، بررسـي به كمك آن شاخصي كه اين رفتار . رود شمار مي

ود هـاي موج ـ نسبت بـه سـلول ALPگيري ميزان فعاليت اندازهميزان اين فعاليت بر حسب سـلول محاسـبه . روي داربست بود

ها بيـشتر باشـد ميـزان فعاليـت شود زيرا هرچه تعداد سلول مي ايـن فعاليـت بـه ازاي تعـداد وشـود گيـري مـي بيشتري اندازه

ALPبنابراين همواره نسبتي از فعاليت . ها بالا رفته است سلول ميـزان فعاليـت 7دار نمـو . گيـرد به سلول مورد بحث قـرار مـي

ALP / هـا در هـر دو محـيط ها را براي تمام نمونه تعداد سلول در محـيط ALPافـزايش قابـل انتظـار فعاليـت . دهـد نشان مي

در تمـام . حاوي مواد استخوانزا در نمودارها قابل مشاهده است پس ALPاند، فعاليت قرار داشته -OSهايي كه در محيط نمونه

. كرده است روز افت21از گذشت در مقابل اگرچه نمودارها با افت و خيز همراه اسـت، ايـن

افزايش يافته است +OS در محيط كشت 21 تا 1مقدار از روز ALPفعاليـت . نيز در روز آخر نيست ALPاما حداكثر فعاليت

در روز چهـاردهم بـه +OSهـا در محـيط كـشت براي نمونـه توان گفت نمودارها مي با توجه به . رسد بيشترين مقدار خود مي

هـاي حـاوي بـراي داربـست 14 در روز ALPمتوسط فعاليت . نسبتاً بيشتر استAPSشيشه با پوشش

هاي برداشت شـده هاي بنيادي مزانشيمي روي نمونه سلول و 1 در روزهـاي -OS و +OSهاي از هر نوع در محيط كشت

ها تصاوير اين سلول 3 بررسي شدند، شكل SEM به كمك 21ــس از ر ــشت 21ا پ ــي+OS روز در محــيط ك ــشان م ــد ن . ده

هـا در تمـام ها كه در سطح داربست شناسي كشيده سلول ريختهـا روي تصاوير قابل مشاهده است، سلامت و چسبيدن سـلول

. كند ها را تأييد مي داربست



)ي، -BG20 )ه، +BG10 )د، -BG10 )ج، +BG2 )ب، -BG2BG2 )الـف هـاي كاشته شده روي داربست hMSC برابر از 3200 با بزرگنمايي SEM تصاوير 3شكل

BG20+ روز در محيط كشت21، پس از OS+

بحثدهد در شيشه بـدون پوشـش نشان مي XPSبررسي طيف

نقطه اوج نماينده نيتروژن كه خود بيانگر حـضور پيونـد آمينـي كه طيف شيشه پوشش داده شـده بـا حال آن ؛است وجود ندارد

APS دو نقطه اوج است كه بيـانگر دو حالـت شـيميايي شامل پيونـدهاي ) A(تركيـب نقطـه اوج . اسـت متفاوت از نيتـروژن

)N–C (هاي حاصل از پوشش آمينAPSكنـد را نمايندگي مي .هـاي آمـين نـشان دهنـده گـروه ) B(دومين تركيب نقطـه اوج

ظهور ايـن نـوع از نيتـروژن . است) C–N+H3(پروتونيزه شده /Protonation(دپروتوناســيون /ادل پروتوناســوننتيجــه تعـ ـ

Deprotonation (اين نكته را نيـز بايـد در نظـر . ها است آميندر سطح ) Si–OH (هاي سيلانول داشت كه شاخه اسيدي گروه

APSهـاي آمـين تواند با شاخه بازي گـروه مي) سيليكا(شيشه ازطريق تشكيل حلقه برهمكنش داشته باشـد و سـبب تـشكيل

ــوني زوج ــروژن ) Si–O---H+NH2–C(ي ــامل نيت ــودكه ش ش .پروتونيزه شده است

با كاهش انـدازه ذرات شيـشه و بـالابردن سـطح انـرژي و دسـت همچنين اعمال پوشش آمينوسيلاني، سـاختارهمگني بـه

تـوان گذاري مناطق احاطه شده با ذرات شيشه مـي با اندازه . آمدكـاملاً ويينـي فيبرهـاي گفت كه ذرات شيشه در جدار تخلخـل

.اند پخش شده و ساختار يكنواختي را تشكيل دادهها در نتايج هر دو آزمون نه تنهـا روند افزايشي تعداد سلول

دهـد هاسـت بلكـه نـشان مـي نشان دهنده عدم سميت داربست هاي بنيادي را پشتيباني ها به خوبي تكثير و رشد سلول داربست

هـا فزايش تعـداد سـلول اگرچه نتايج هر دو آزمون ا . است كردهكننـد، امـا دهد و يكديگر را تأييـد مـي روز را نشان مي 21طي

هـاي بـر پايـه ابريـشم رونـد براي داربستDNAنتايج آزمون تري داشته و تعداد سلول بيـشتري را نـسبت بـه آزمـون منطقيLDH دليل اين تفـاوت حـساسيت روش . دهد نشان ميLDH

هـاي ابريـشمي كه در داربست به برخي پيوندهاي پپتيدي است بنـابراين بـراي محاسـبات كمـي از تعـداد . شـود نيز يافت مـي

. استفاده شدDNAهاي محاسبه شده به روش سلولها ايجاد يك ترين مسئله در فرآيند ساخت اين داربست مهم

ساختار همگن در كامپوزيت متخلخل شيشه و پليمر بود كه بـا توسـط يـك آمينوسـيلان كاهش اندازه دانـه و پوشـش شيـشه

پايـداري بـالاتر . پليمـر ايجـاد شـد / سوسپانسيون پايدار شيشه ،سوسپانسيوني كه با شيشه پوشش داده شده سـاخته شـده بـود

هـاي زيـستي ايـن در بررسي . تر كرد ساخت كامپوزيت را آسان روز هــيچ نــشاني از ســميت ســلولي در 21هــا طــي داربــست

هـاي مزانـشيمي تمـايز سـلول . ها ديـده نـشد يك از نمونه هيچ



به سمت استئوبلاسـت بـا بررسـي ها بنيادي روي اين داربست بـا . هـاي بنيـادي نـشان داده شـد در سلول ALPميزان فعاليت

هـاي تـوان گفـت داربـست دسـت آمـده مـي توجه به نتايج بـه شـده بـه روش ابريـشم سـاخته / فعـال كامپوزيتي شيشه زيـست

قوه مناسبي بـراي اسـتخوان خشك كردن انجمادي جايگزين بال رسـد بـا تـأمين همزمـان خـواص رود و به نظر مي به شمار مي

ساختاري و زيستي مناسب، آغـازگر فـصل جديـدي در زمينـه .هاي مهندسي بافت استخوان باشد داربست

تشكر و قدرداني از مـسئول خـود را سـپاس نويسندگان بدينوسـيله مراتـب

م ايـران، جنـاب آقـاي محترم وقت مركز تحقيقات كـرم ابريـش پور، براي تأمين پيله ابريـشم بـومبيكس مـوري و مهندس مواج از مركز تحقيقات نانوپزشكي و مهندسـي خود را قدرداني ويژه

بافت دانشگاه شهيد بهشتي كه پژوهش حاضر را مورد حمايـت .دارند ، ابراز ميمالي قرار دادند

منابع[1] Olszta M, Cheng X, Jee SS, Kumar R, Kim

YY, Kaufman MJ, Douglas EP, Gower LB.

Bone structure and formation: A new

perspective. Mater Sci Eng R Rep 2007; 58(3-

5): 77-116.

[2] Park J, Ries J, Gelse K, Kloss F, von der Mark

K, Wiltfang J, Neukam FW, Schneider H.

Bone regeneration in critical size defects by

cell-mediated BMP-2 gene transfer: a

comparison of adenoviral vectors and

liposomes. Gene Ther 2003; 10(13):1089-98.

[3] Drosse I, Volkmer E, Capanna R, De Biase P,

Mutschler W, Schieker M. Tissue engineering

for bone defect healing: an update on a multi-

component approach. Injury 2008; 39 Suppl 2:

S9-S20.

[4] Schmidmaier G, Capanna R, Wildemann B,

Beque T, Lowenberg D. Bone morphogenetic

proteins in critical-size bone defects: what are

the options? Injury 2009; 40 Suppl 3: S39-43.

[5] Porter JR, Ruckh TT, Popat KC. Bone tissue

engineering: a review in bone biomimetics and

drug delivery strategies. Biotechnol Prog 2009;

25(6): 1539-60.

[6] Salgado AJ, Coutinho OP, Reis RL. Bone

tissue engineering: state of the art and future

trends. Macromol Biosci 2004; 4(8): 743-65.

[7] Hollinger J, Einhorn T, Doll B, Sfeir C. Bone

tissue engineering. Florida: CRC press LLC

2005; p: 27-8.

[8] Hutmacher DW, Schantz JT, Lam CX, Tan

KC, Lim TC. State of the art and future

directions of scaffold-based bone engineering

from a biomaterials perspective. J Tissue Eng

Regen Med 2007; 1(4): 245-60.

[9] Ma P, Elisseeff J. Scaffolding in Tissue

Engineering. Florida: CRC Press Taylor &

Francis Group 2006; p: 23-8.

[10] Meyer U, Wiesmann H. Bone and cartilage

engineering. Berlin: Springer-Verlag 2006; p:

17-9.

[11] Karageorgiou V, Kaplan D. Porosity of 3D

biomaterial scaffolds and osteogenesis.

Biomaterials 2005; 26(27): 5474-91.

[12] Vepari C, Kaplan DL. Silk as a biomaterial.

Prog Polym Sci 2007; 32(8-9): 991-1007.

[13] Hardy JG, Römer LM, Scheibel TR. Polymeric

materials based on silk proteins. Polymer 2008;



49(20): 4309-27.

[14] Hardy JG, Scheibel TR. Composite materials

based on silk proteins. Prog Polym Sci 2010;

35(9): 1093-115.

[15] Hofmann S, Hagenmüller H, Koch AM, Müller

R, Vunjak-Novakovic G, Kaplan DL, Merkle

HP, Meinel L. Control of in vitro tissue-

engineered bone-like structures using human

mesenchymal stem cells and porous silk

scaffolds. Biomaterials 2007; 28(6): 1152-62.

[16] Kim HJ, Kim UJ, Kim HS, Li C, Wada M,

Leisk GG, Kaplan DL. Bone tissue engineering

with premineralized silk scaffolds. Bone 2008;

42(6): 1226-34.

[17] Collins AM, Skaer NJV, Gheysens T, Knight

D, Bertram C, Roach HI, Oreffo ROC, Von-

Aulock S, Baris T, Skinner J, Mann S. Bone-

like resorbable silk-based scaffolds for load-

bearing osteoregenerative applications. Adv

Mater 2009; 21: 75-8.

[18] Wang Y, Rudym DD, Walsh A, Abrahamsen

L, Kim HJ, Kim HS, Kirker-Head C, Kaplan

DL. In vivo degradation of three-dimensional

silk fibroin scaffolds. Biomaterials 2008;

29(24-25): 3415-28.

[19] Vunjak-Novakovic G, Freshney R. Culture of

Cells for Tissue Engineering. New Jersey:

Wiley 2006; p: 323-75.

[20] Murugan R, Ramakrishna S. Development of

nanocomposites for bone grafting. Compos Sci

Technol 2005; 65(15-16): 2385-406.

[21] Rezwan K, Chen QZ, Blaker JJ, Boccaccini

AR. Biodegradable and bioactive porous

polymer/inorganic composite scaffolds for

bone tissue engineering. Biomaterials 2006;

27(18): 3413-31.

[22] Karageorgiou V, Tomkins M, Fajardo R,

Meinel L, Snyder B, Wade K, Chen J, Vunjak-

Novakovic G, Kaplan DL. Porous silk fibroin

3-D scaffolds for delivery of bone

morphogenetic protein-2 in vitro and in vivo. J

Biomed Mater Res A 2006; 78(2): 324-34.

[23] Kim SS, Ahn KM, Park MS, Lee JH, Choi CY,

Kim BS. A poly(lactide-co-glycolide)

/hydroxyapatite composite scaffold with

enhanced osteoconductivity. J Biomed Mater

Res A 2007; 80(1): 206-15.

[24] Balamurugan A, Sockalingum G, Michel J,

Fauré J, Banchet V, Wortham L, Bouthors S,

Laurent-Maquin D, Balossier G. Synthesis and

characterisation of sol gel derived bioactive

glass for biomedical applications. Mater Lett

2006; 60(29-30): 3752-7.

[25] Um IC, Kweon HY, Park YH, Hudson S.

Structural characteristics and properties of the

regenerated silk fibroin prepared from formic

acid. Int J Biol Macromol 2001; 29(2): 91-7.

[26] Ayutsedea J, Gandhi M, Sukigara S, Micklus

M, Chen HE, Ko F. Regeneration of Bombyx

mori silk by electrospinning Part 3:

characterization of electrospun nonwoven mat.

Polymer 2005; 46(5): 1625-34.

[27] Mandal BB, Kundu SC. Non-bioengineered

silk gland fibroin protein: characterization and

evaluation of matrices for potential tissue

engineering applications. Biotechnol Bioeng

2008; 100(6): 1237-50.

[28] Zhu ZH, Ohgo K, Asakura T. Preparation and

characterization of regenerated Bombyx mori

silk fibroin fiber with high strength. Express

Polym Lett 2008; 12(2): 885-9.

[29] Iridag Y, Kazanci M. Preparation and



characterization of bombyx mori silk fibroin

and wool keratin. J Appl Polym Sci 2006;

100(5): 4260-4.

[30] Hesaraki S, Alizadeh M, Nazarian H, Sharifi D.

Physico-chemical and in vitro biological

evaluation of strontium/calcium silicophosphate

glass. J Mater Sci Mater Med 2010; 21(2): 695-

705.

Fabrication and Characterization of Regenerated Silk ...

Documents

Transcript of Fabrication and Characterization of Regenerated Silk ...