Каркаси композитии хитозани пӯсти майгу–коллагени навъи I–гидроксиапатит биоматериали муҳандисии бофтаи устухон аст, ки дар он хитозани аз пӯсти Litopenaeus vannamei ҷудошуда бо коллагени навъи I (COL I) ва гидроксиапатит (HAP) якҷо шуда, тавассути лиофилизатсия ба сохтори сеченакаи ковок табдил дода мешавад. Таҳқиқот сохтори химиявӣ, морфологияи ковокҳо, ковокӣ, рафтори варамкунӣ, деградатсия, устувории фишорӣ ва ситомувофиқати in vitro-и ин каркаси бо хитозани пӯсти майгу омодашударо бо ҳуҷайраҳои остеобластмонанди MG-63 бо каркаси назоратӣ, ки бо ҳамон усул аз хитозани тиҷоратӣ омода шудааст, муқоиса мекунад.

Хитозан аз пӯсти майгу тавассути марҳилаҳои депротеинизатсия, деминерализатсия ва деацетилатсия ба даст оварда шудааст. Ҳосили хитозан %22,37 ± 1,25 ва дараҷаи деацетилатсия, ки бо FTIR ҳисоб шудааст, %77,22 мебошад. Барои хитозани тиҷоратӣ дараҷаи деацетилатсия %69,87 гузориш шудааст. Монандии бандҳои FTIR-и хитозани ҷудошуда бо гурӯҳҳои функсионалии хитозани тиҷоратӣ аз ҷониби муҳаққиқон ҳамчун далели химиявие арзёбӣ шудааст, ки ба даст омадани муваффақонаи хитозанро дастгирӣ мекунад.

Гидроксиапатит, хитозан ва коллагени навъи I мутаносибан дар консентратсияҳои ниҳоии 175, 50 ва 25 µg/mL якҷо карда шудаанд; омехта то pH 7 безарар карда шуда, ба қолаби силиконӣ рехта, дар −80 °C барои 24 соат ях карда ва сипас барои 24 соат лиофилизатсия шудааст. Пайвандгари салибӣ истифода нашудааст. Сохтори ҳосилшуда ҳамчун каркаси композитии сафеди хира, исфанҷмонанд ва сеченака тавсиф шудааст.

Каркаси дорои хитозани пӯсти майгу дар 24 соат %278,55 ± 36,49 варамкунӣ ва дар чор ҳафта %41,87 ± 7,27 деградатсия нишон додааст. Барои назорати хитозани тиҷоратӣ қиматҳои мувофиқ %931,76 ± 45,64 ва %47,37 ± 2,03 буданд. Устувории фишории каркасҳои пӯсти майгу 0,991 ± 0,01 MPa ва барои назорати тиҷоратӣ 0,97 ± 0,01 MPa чен шудааст. Ҳуҷайраҳои MG-63 ба каркас часпидаанд; абсорбсияи MTT/формазан аз 24 соат то 144 соат афзоиш ёфтааст.

Ин натиҷаҳо натиҷаҳои тавсифи мавод ва фарҳанги ҳуҷайравии in vitro мебошанд. Таҳқиқот нишон намедиҳад, ки каркас дар организми зинда устухон ҳосил кардааст, нуқсони устухонро шифо додааст ё барои инсон импланти бехатар ва муассир аст. Ифодаҳои манбаъ дар бораи “osteoconductivity” ва потенсиали регенератсияи устухон бояд дар сатҳи биоматериали номзаде арзёбӣ шаванд, ки ин таҷрибаҳо дастгирӣ мекунанд.

Каркаси Биомиметикии Хитозан–Коллаген–Гидроксиапатит Чист?

Каркаси биомиметикии хитозан–коллаген–гидроксиапатит маводи композитии муҳандисии бофта мебошад, ки хитозан, коллагени навъи I ва гидроксиапатитро дар сохтори сеченакаи ковок якҷо мекунад, то баъзе ҷузъҳои органикӣ ва минералии устухони табииро тақлид намояд; дар ин таҳқиқот хитозан аз пӯсти майгуи Litopenaeus vannamei, ки партови маҳсулоти баҳрӣ мебошад, ба даст оварда шудааст.

Каркас ё scaffold чӣ маъно дорад?

Дар муҳандисии бофта scaffold ё каркас сохтори такягоҳи сеченакаест, ки ҳуҷайраҳо метавонанд ба он часпанд, афзоиш ёбанд ва дар атрофи он матрикси нави берунҳуҷайравӣ ба вуҷуд оранд. Каркас худи “устухони нав” нест. Дар ҳолати идеалӣ интизор меравад, ки ҳангоми ташаккули бофтаи биологӣ он дастгирии муваққатии физикӣ ва биохимиявӣ диҳад ва бо суръати мувофиқ таҷзия шавад.

Чаро хитозан истифода шуд?

Хитозан биополимери полисахаридиест, ки дар натиҷаи деацетилатсияи хитин ба даст меояд. Хитини экзоскелети организмҳои баҳрии пӯстдор метавонад ҳамчун ашёи хом барои истеҳсоли хитозан истифода шавад. Хитозан воҳидҳои D-глюкозаминро, ки бо пайвандҳои гликозидии β(1→4) ба ҳам пайвастанд, ва миқдори тағйирёбандаи воҳидҳои N-ацетил-D-глюкозаминро дар бар мегирад.

Манбаъ хитозанро бо сабаби биодеградатсияшавӣ, биомувофиқатӣ, хусусияти зиддибактериявӣ ва потенсиали ташкили сохтори ковок ҳамчун полимери арзишманд барои муҳандисии бофта баррасӣ мекунад.

Чаро коллагени навъи I истифода шуд?

Коллагени навъи I (COL I) яке аз ҷузъҳои асосии матрикси органикии берунҳуҷайравии устухон аст. Манбаъ тавзеҳ медиҳад, ки мотивҳои аргинин–глитсин–кислотаи аспартик, яъне RGD, дар коллаген метавонанд бо интегринҳои ҳуҷайра ҳамкорӣ кунанд ва ин яке аз хусусиятҳое мебошад, ки часпиши ҳуҷайраро дастгирӣ мекунад.

Дар ин таҳқиқот коллаген на танҳо ҳамчун пуркунандаи механикӣ, балки ҳамчун ҷузъи биохимиявии матрикс, ки ҳуҷайраҳо метавонанд онро шиносанд, ба композит илова шудааст.

Чаро гидроксиапатит истифода шуд?

Гидроксиапатит (HAP) апатити бар асоси фосфати калсий аст, ки бо фазаи минералии устухон алоқаманд мебошад. Дар таҳқиқот он барои илова кардани ҷузъи минералӣ ба системаи хитозан–коллаген, сохтани муҳити биомиметикии ба сохтори композитии устухон наздиктар ва дастгирии ҳамкории сохтори каркас бо остеобластҳо истифода шудааст.

Чаро се ҷузъ якҷо истифода шуданд?

Хитозан матрикси биополимерии ковокро, COL I ҷузъи органикии матриксро, ки метавонад бо ҳуҷайраҳо ҳамкорӣ кунад, ва HAP фазаи минералиро намояндагӣ мекунад. Ин сохтори сеҷузъа тамоми хусусиятҳои устухони табииро аз нав ба вуҷуд намеорад; аммо бо якҷо кардани ҷузъҳои полимерӣ, сафедагӣ ва минералӣ дар як каркас равиши биомиметикиро эҷод мекунад.

Гурӯҳи назоратии таҳқиқот чист?

Дар каркаси назоратӣ ба ҷойи хитозани аз пӯсти майгу гирифташуда хитозани тиҷоратии вазни молекулавиаш миёна истифода шудааст. HAP, COL I ва усули истеҳсоли каркас яксон нигоҳ дошта шудаанд. Бо ин роҳ муҳаққиқон мақсад доштанд таъсири манбаи хитозанро ба хусусиятҳои физикӣ-химиявии каркаси композитӣ муқоиса кунанд.

Чаро набудани пайвандгари салибӣ ҷузъиёти муҳим аст?

Манбаъ махсус таъкид мекунад, ки каркаси композитӣ бе истифодаи ягон пайвандгари химиявии салибӣ истеҳсол шудааст. Сохтор тавассути омехта, яхкунӣ ва лиофилизатсияи ҷузъҳо ба даст омадааст. Ин хусусият яке аз нуқтаҳои асосии усули истеҳсолии таҳқиқот мебошад.

Дараҷаи Деацетилатсия Чиро Ифода Мекунад?

Дараҷаи деацетилатсия (degree of deacetylation, DD) фоизест, ки нишон медиҳад то чӣ андоза воҳидҳои ацетилшудаи занҷири хитин/хитозан деацетилатсия шуда, ба воҳидҳои глюкозамини дорои гурӯҳҳои аминҳои озод табдил ёфтаанд; дар ин таҳқиқот аз таносуби бандҳои абсорбсияи 1320 ва 1420 cm⁻¹ дар FTIR истифода шуда, барои хитозани пӯсти майгу %77,22 ва барои хитозани тиҷоратӣ %69,87 ҳисоб шудааст.

Муодилаи DD, ки дар таҳқиқот истифода шудааст, дар PDF чунин дода шудааст:

\[ DD(\%)= 100- \left( \frac{A_{1320}}{A_{1420}}-0.3822 \right) \times \frac{1}{0.03133} \]

Дар ин ҷо \(A_{1320}\) абсорбсияи банди 1320 cm⁻¹-и спектри FTIR ва \(A_{1420}\) абсорбсияи банди истинодии 1420 cm⁻¹-ро ифода мекунад. Манбаъ банди 1320 cm⁻¹-ро бо функсияи амин/амиди ацетилшуда алоқаманд мекунад ва банди 1420 cm⁻¹-ро ҳамчун истинод барои ҳисобкунии DD истифода мебарад.

Баланд будани DD маънои онро дорад, ки дар занҷири полимерӣ ҳиссаи гурӯҳҳои аминҳои деацетилшуда бештар аст. Аммо DD танҳо худ аз худ варамкунӣ ё деградатсияи каркасро муайян намекунад; хусусиятҳои дигар, аз ҷумла тозагӣ, минералҳои боқимонда, бақияи сафеда, сохтори полимер ва дастрасӣ ба фермент низ метавонанд таъсир расонанд.

Чаро дар тафсири DD-и манбаъ эҳтиёт лозим аст?

Манбаъ дар натиҷаи таҷриба DD-и хитозани пӯсти майгуро %77,22 ва DD-и хитозани тиҷоратиро %69,87 нишон медиҳад. Бо вуҷуди ин, дар қисми хулоса яке аз сабабҳои эҳтимолии варамкунии кам ва деградатсияи сусттари каркаси пӯсти майгу ҳамчун “дараҷаи пасттари деацетилатсия” навишта шудааст.

Ин ду ифода мустақиман бо ҳам мувофиқ нестанд. Аз рӯи қиматҳои ченшудаи DD наметавон гуфт, ки DD-и хитозани пӯсти майгу аз хитозани тиҷоратӣ пасттар аст. Сабабҳои эҳтимолие, ки муаллифон дар бахши муҳокима равшантар таъкид мекунанд, тозагии пасттар, минералҳои боқимонда, сохтори гетерогенӣ ва дастрасии камтар ба ферменти гидролитикӣ мебошанд.

Се марҳилаи экстраксияи хитозан

Матни манбаъ талафи сафедаро ҳангоми депротеинизатсия %57,04 ± 8,73 гузориш мекунад. Тавзеҳ дода мешавад, ки ҳангоми деминерализатсия HCl минералҳоеро монанди CaCO₃ ва Ca₃(PO₄)₂ хориҷ мекунад; ҳангоми деацетилатсия бошад гурӯҳҳои ацетамиди хитин хориҷ шуда, гурӯҳҳои аминӣ ба вуҷуд меоянд.

Ҳосили хитозан

Ҳосили хитозани аз пӯсти майгу гирифташуда дар манбаъ %22,37 ± 1,25 гузориш шудааст. Хитозани ҳосилшуда намуди хокаи сафеди хира дорад.

FTIR чӣ гуна ба даст омадани хитозанро дастгирӣ кард?

Дар спектрҳои FTIR-и хитозани экстраксияшуда ва хитозани тиҷоратӣ намунаҳои монанди бандҳои хос мушоҳида шудаанд. Манбаъ бандҳои асосиро чунин шарҳ медиҳад:

Монандии спектрҳои FTIR аз ҷониби муҳаққиқон ҳамчун тасдиқи он арзёбӣ шудааст, ки биоматериали ҷудошуда хитозан аст.

Каркаси композитӣ чӣ гуна истеҳсол шуд?

Аввал 1,75 g гидроксиапатит дар %2 кислотаи фосфорӣ ҳал карда шуда, бо омехтакунандаи магнитӣ омехта шудааст. Баъд 0,5 g хитозан дар 10 mL кислотаи сирко ҳал карда шуда, ба маҳлули HAP илова шудааст. Ин омехта бо маҳлули 0,25 g коллагени аз гов гирифташуда дар 10 mL кислотаи сирко якҷо карда шудааст.

Омехта бо NaOH то pH 7 безарар карда шуда, бо илова кардани оби деминерализатсияшуда консентратсияҳои ниҳоии HAP, хитозан ва коллаген мутаносибан ба 175, 50 ва 25 µg/mL танзим шудаанд.

Маҳлули омодашуда ба қолаби силиконӣ рехта, дар −80 °C барои 24 соат ях карда ва сипас барои хориҷ кардани ҳалкунандаҳои боқимонда ва ба даст овардани сохтори ковок барои 24 соат лиофилизатсия шудааст.

Лиофилизатсия чист?

Лиофилизатсия ё хушккунии яхкардашуда усули хушккунӣ мебошад, ки ба хориҷ кардани ҳалкунанда аз намунаи қаблан яхкардашуда дар зери фишори паст асос меёбад. Дар ин таҳқиқот вазифаи асосии илмии он аз омехтаи композитии рехташуда сохтани каркаси сахти сеченака, исфанҷмонанд ва ковок мебошад.

FTIR-и композит чӣ нишон дод?

Дар спектри FTIR-и каркаси композитӣ банди васеъ дар минтақаи 3500–3300 cm⁻¹ бо кашишҳои N–H ва O–H алоқаманд карда шудааст. Минтақаҳои 1651, 1588 ва 1416–1250 cm⁻¹ бо ларзишҳои C=O, амид I ва C–N; 1537 cm⁻¹ бошад бо хамшавии N–H алоқаманд карда шудааст.

Барои гурӯҳҳои фосфатии вобаста ба гидроксиапатит манбаъ банди равшани қавиро дар 1029 cm⁻¹, барои гидрогенфосфат 875 cm⁻¹ ва барои гурӯҳҳои карбонат 1407 cm⁻¹ гузориш кардааст.

Гуфта шудааст, ки баъзе бандҳои амид A ва амид B-и хоси коллагени I аз сабаби ҳампӯшӣ бо бандҳои N–H ва O–H-и хитозан ба таври равшан ҷудо карда нашудаанд. Аз ин рӯ, манбаъ натиҷаи FTIR-ро ба шакли “ҳамаи бандҳои хоси коллаген алоҳида нишон дода шуданд” пешниҳод намекунад.

EDS кадом элементҳоро нишон дод?

Манбаъ махсусан қуллаҳои Ca ва P-ро бо ҷузъи гидроксиапатит/минералии композит мувофиқ мешуморад.

Натиҷаҳои Варамкунӣ, Деградатсия ва Устувории Фишориро Якҷоя Чӣ Гуна Тафсир Кардан Лозим?

Каркаси дорои хитозани пӯсти майгу нисбат ба каркаси назоратии хитозани тиҷоратӣ обро хеле камтар ҷаббида, дар ҳафтаҳои аввал деградатсияи сусттар нишон додааст, дар ҳоле ки устувории фишории ченшудаи ду каркас ба ҳам хеле наздик мондааст; аммо қиматҳои тақрибан 1 MPa аз диапазони 2–12 MPa-и устухони исфанҷӣ, ки худи манбаъ овардааст, пасттаранд ва бинобар ин даъвои кофӣ будани механикӣ бояд маҳдуд нигоҳ дошта шавад.

Морфологияи ковокҳо

Дар тасвирҳои SEM ҳам дар каркасҳои хитозани тиҷоратӣ ва ҳам дар каркасҳои хитозани пӯсти майгу шабакаи ковокҳои шаклашон номунтазам, кушода ва ба ҳам пайваст дида шудааст. Азбаски тасвирҳои воқеии SEM далели таҷрибавии таҳқиқот мебошанд, дар ин ҷо тасвири сунъии SEM сохта нашудааст.

Диаметрҳои ковокҳо

Диаметри ковокҳо бо истифода аз ImageJ дар панҷ такрор арзёбӣ шудааст. Инҳирофҳои стандартии калон нишон медиҳанд, ки махсусан геометрияи номунтазами ковокҳо паҳнои тақсимотро зиёд кардааст.

Ковокӣ чӣ гуна ҳисоб карда шуд?

Композити хушк аввал ҳамчун \(W_0\) вазн карда шуда, пурра дар %100 этанол ғӯтонда шудааст, этаноли зиёдатии рӯй хориҷ карда шуда ва сипас ҳамчун \(W_1\) дубора вазн шудааст. Ҳар гурӯҳ бо панҷ такрор арзёбӣ шудааст.

Манбаъ муодилаи ковокиро:

\[ \mathrm{Porozite}(\%)= \frac{W_1-W_0}{\rho\times V}\times100 \]

ба ин шакл медиҳад.

\(W_0\) массаи композити хушк ва \(W_1\) масса пас аз ҷабби этанол мебошад. Дар параграфи манбаъ маънои рамзҳои \(\rho\) ва \(V\) алоҳида ва дақиқ таъриф нашудааст; аз ин рӯ Verianla барои ин ду рамз таърифи дақиқе, ки дар манбаъ нест, илова намекунад.

Номувофиқии матн–шакл дар қиматҳои ковокӣ

Матни манбаъ ковокиро мутаносибан барои каркаси хитозани тиҷоратӣ ва каркаси хитозани пӯсти майгу %61,85 ± 2,61 ва %64,71 ± 0,77 менависад. Баръакс, баландии сутунҳо дар Шакли 3f-и манбаъ ва легендаи “Commercial / Shrimp” ба таври визуалӣ нишон медиҳанд, ки каркаси тиҷоратӣ ковокии баландтар ва каркаси майгу ковокии пасттар дорад.

Азбаски мақола ин фарқро шарҳ намедиҳад, байни матн ва шакли манбаъ дар бораи он ки кадом гурӯҳ ба кадом фоизи дақиқ тааллуқ дорад, номувофиқӣ вуҷуд дорад. Гурӯҳбандии қиматҳо аз ҷониби Verianla хомӯшона баръакс карда нашудааст.

Формулаи таносуби варамкунӣ

\[ \mathrm{Şişme\ oranı}(\%)= \frac{W_1-W_0}{W_0}\times100 \]

Дар ин ҷо \(W_0\) массаи ибтидоии намуна ва \(W_1\) массаи намунае мебошад, ки пас аз вақти муайяни инкубатсия PBS ҷаббидааст. Фарқи мусбат нишон медиҳад, ки каркас моеъро ҷаббида, аз массаи ибтидоӣ зиёд шудааст.

Таҷрибаи варамкунӣ чӣ гуна гузаронида шуд?

Каркасҳо дар PBS бо pH 7,4 дар 37 °C нигоҳ дошта шуда, дар 1, 3, 6, 12 ва 24 соат чен карда шудаанд.

Ҷабби оби каркаси хитозани тиҷоратӣ дар ҳамаи вақтҳои ченкунӣ нисбат ба каркаси хитозани пӯсти майгу хеле баландтар менамояд. Манбаъ мегӯяд, ки дар ковокӣ ва диаметри ковокҳои ду каркас фарқи равшан нест ва варамкунии пастро бо ифлосиҳои боқимонда, аз ҷумла минерал/сафеда дар хитозани пӯсти майгу, алоқаманд мекунад.

Аммо санҷиши оморӣ ва қиматҳои p, ки барои ин муқоисаҳо истифода шудаанд, дар манбаъ ба таври равшан гузориш нашудаанд. Аз ин рӯ, ифодаҳои “significant/no significant difference” наметавонанд ҳамчун тасдиқи муфассали оморӣ дубора пешниҳод шаванд.

Фарқи тавзеҳи манбаъ дар нуқтаҳои вақти варамкунӣ

Матни натиҷаҳо қиматҳои варамкуниро барои 1, 3, 6, 12 ва 24 соат медиҳад. Аммо тавзеҳи Шакли 4 дар манбаъ вақтҳои графикро “0, 1, 4, 6, 12 ва 24 соат” менависад. Ин фарқи 3 соат / 4 соат аз ҷониби манбаъ шарҳ дода нашудааст.

Деградатсия чӣ гуна арзёбӣ шуд?

Каркасҳои хушк ҳамчун \(W_0\) вазн карда шуда, дар PBS дар 37 °C барои 1, 2, 3 ва 4 ҳафта нигоҳ дошта шудаанд. Пас аз инкубатсия намунаҳо бароварда, дар танӯр хушк карда ва ҳамчун \(W_1\) дубора вазн шудаанд.

Дар PDF-и манбаъ муодилаи деградатсия чунин чоп шудааст:

\[ \mathrm{Degradasyon\ oranı}(\%)= \frac{W_1-W_0}{W_0}\times100 \]

Огоҳии формулаи манбаъ: Дар матн \(W_0\) ҳамчун массаи ибтидоии хушк ва \(W_1\) ҳамчун массаи хушк пас аз деградатсия таъриф шудааст. Ҳангоми аз даст додани масса \(W_1<W_0\) мешавад, бинобар ин муодилаи чопшуда фоизи манфӣ медиҳад. Бо вуҷуди ин, манбаъ ҳамаи натиҷаҳои деградатсияро ҳамчун фоизҳои мусбат гузориш мекунад. Пас байни муодилаи чопшуда ва самти аломати натиҷаҳо номувофиқии дохилии манбаъ вуҷуд дорад. Verianla формуларо худсарона баръакс накардааст.

Каркаси хитозани пӯсти майгу дар се ҳафтаи аввал нисбат ба назорати тиҷоратӣ талафи массаи хеле сусттар нишон додааст. Дар ҳафтаи чорум ду қимат ба ҳам наздик шудаанд, вале деградатсияи гузоришшудаи каркаси майгу ҳамоно пасттар буд.

Манбаъ ин рафторро бо тозагии пасттар, сохтори гетерогенӣ, минералҳои боқимонда ва дастрасии камтар ба ферменти гидролитикии хитозани аз пӯсти майгу ҷудошуда алоқаманд мекунад. Таҷрибаи деградатсияи худи таҳқиқот танҳо дар PBS гузаронида шудааст; таҷрибаи деградатсияи ферментативӣ бо лизозим анҷом дода нашудааст.

Устувории фишорӣ чӣ гуна ҳисоб карда шуд?

RT1-1225 A&D Company Universal Testing Machine истифода шудааст. Манбаъ мегӯяд, ки намунаҳо шакли росткунҷа доштаанд ва ифодаи “length-to-diameter ratio 2:1”-ро истифода мебарад. Барои намунаи росткунҷа таърифи геометрии истилоҳи “diameter” алоҳида шарҳ дода нашудааст.

Манбаъ ҳамчунин менависад, ки намунаҳо бо “2,5 kN pressure” фишурда шудаанд. kN воҳиди фишор не, балки воҳиди қувва аст; муодилаи устувории фишорӣ, ки мақола медиҳад, низ ба тақсими қувва ба масоҳат асос меёбад:

\[ \sigma_c= \frac{F_c}{A} \]

Дар ин ҷо \(F_c\) бори фишорӣ/қувва ва \(A\) масоҳати бурише мебошад, ки бор ба он татбиқ шудааст. Натиҷа бо MPa дода шудааст.

Ҳангоми муқоисаи устувории фишорӣ бо устухон чӣ мешавад?

Манбаъ барои устухони кортикалӣ диапазони истинодии 100–230 MPa ва барои устухони исфанҷӣ 2–12 MPa медиҳад. Устувории тақрибан 0,97–0,991 MPa-и ду каркас ҳам аз устухони кортикалӣ хеле паст аст ва ҳам аз ҳадди поёнии 2 MPa-и устухони исфанҷие, ки манбаъ овардааст, камтар мебошад.

Бо вуҷуди ин, манбаъ дар як ҷумла менависад, ки қиматҳо ба “cancellous bone range (2–12 MPa)” дохил мешаванд ва мувофиқати онҳоро барои истифодаҳои устухони трабекулярӣ пешниҳод мекунад. Қиматҳои рақамӣ ин ҷумларо дастгирӣ намекунанд. Дар ҳақиқат, дар ҷумлаи баъдӣ муаллифон мегӯянд, ки устувории механикии каркасҳо ба меъёрҳои муҳандисии бофтаи устухон ҷавобгӯ нест.

Аз ин рӯ Verianla натиҷаро ҳамчун “аз ҷиҳати механикӣ баробар ба устухони исфанҷӣ” пешниҳод намекунад. Ифодаи дақиқтар ин аст, ки ду каркаси таҷрибавӣ устувории фишории тақрибан 1 MPa ва ба ҳам хеле наздик нишон доданд, аммо аз диапазонҳои истинодии устухон, ки худи манбаъ додааст, паст монданд.

Оё Натиҷаҳои Ҳуҷайраҳои MG-63 Регенератсияи Устухонро Исбот Мекунанд?

Не. Часпидани ҳуҷайраҳои MG-63 ба каркас, афзоиши сигнали метаболикии MTT бо мурури вақт ва дидани сохторҳои монанди ҳуҷайра/ECM дар SEM ситомувофиқати in vitro-и каркас ва потенсиали дастгирии ҳуҷайраҳои остеобластмонандро нишон медиҳанд; аммо ташаккули воқеии устухон, остеоинтегратсия, васкуляризатсия, шифои in vivo-и нуқсони устухон ё самаранокии клиникиро исбот намекунанд.

MG-63 чист?

MG-63 хатти ҳуҷайравии инсон аст, ки бо сабаби хусусиятҳои остеобластмонанд дар арзёбиҳои фарҳанги ҳуҷайравии биоматериалҳои устухон истифода мешавад. Дар ин таҳқиқот барои арзёбии in vitro-и ҳамкории ҳуҷайра–каркас истифода шудааст.

Шароити таҷрибаи ҳуҷайравӣ

Мувофиқи манбаъ \(5\times10^5\) ҳуҷайраи MG-63 ба композите кошта шудааст, ки дар лавҳаи 24-чоҳагӣ қарор дошт ва қаблан бо %5 Pluronic F127 барои 30 дақиқа пӯшонида шуда буд. Пас аз давраи шашсоатаи часпиш композитҳо ба лавҳаи нави 24-чоҳагӣ бо муҳити нави ғизоӣ интиқол дода шуданд.

Бахши усул мегӯяд, ки ҳуҷайраҳо баъдан барои 96 соат парвариш шудаанд. Дар арзёбии MTT намаки тетразолий илова шуда, ҳуҷайраҳо дар 37 °C боз як соат инкубатсия ва абсорбанс дар 450 nm бо хонандаи бисёрлавҳагии Perkin Elmer чен шудааст.

Барои SEM намунаҳо бо %4 параформалдегид фиксация ва бо силсилаи зинавии этаноли %70–100 дегидрататсия шудаанд.

Санҷиши MTT чиро чен мекунад?

Санҷиши MTT ченаки ғайримустақими зиндамонии ҳуҷайра/фаъолияти метаболикӣ мебошад, ки ба табдил додани пайвастагии тетразолий ба маҳсулоти рангаи формазан аз ҷониби ҳуҷайраҳои аз ҷиҳати метаболикӣ фаъол асос меёбад. Баландшавии абсорбанс дар ҳамон системаи таҷрибавӣ бо ҳосилшавии бештари формазан мувофиқ аст; аммо абсорбанс худ аз худ ченаки мустақими шумораи ҳуҷайра, ташаккули устухон ё дифференсиатсияи остеогенӣ нест.

Мувофиқи тавзеҳи Шакли 5 маълумоти MTT n=4 мебошад. Абсорбанс аз 24 соат то 144 соат зиёд мешавад ва манбаъ инро ҳамчун дастгирии часпиш/пролифератсияи ҳуҷайра шарҳ медиҳад.

Фарқи дохилии манбаъ дар вақтҳои MTT

Гарчанде бахши усул менависад, ки ҳуҷайраҳо 96 соат парвариш шудаанд, натиҷаҳо то 144 соат маълумот медиҳанд. Илова бар ин, тавзеҳи Шакли 5 вақтҳои 24, 48 ва 144 соатро номбар мекунад, аммо дар матн ва график қимати 96 соат низ мавҷуд аст. Манбаъ ин фарқҳоро шарҳ надодааст.

Тасвири ҳуҷайра дар SEM чӣ нишон дод?

Манбаъ чор рӯз пас аз коштани ҳуҷайраҳо бо SEM ҳуҷайраҳои MG-63-ро дар рӯйи каркас ва сохторҳоеро, ки ҳамчун нахҳои матрикси берунҳуҷайравӣ тафсир шудаанд, нишон медиҳад. Муҳаққиқон муҳокима мекунанд, ки ҳуҷайраҳо метавонанд тавассути мотивҳои RGD-и коллаген бо ретсепторҳои интегрин ҳамкорӣ кунанд ва бо ҷудо кардани матрикси берунҳуҷайравӣ шабакаи каркасро аз нав шакл диҳанд.

Азбаски ин тасвири SEM мушоҳидаи таҷрибавӣ мебошад, он аз ҷониби Verianla ба таври сунъӣ аз нав тавлид нашудааст.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Тарҳи таҷрибавии таҳқиқот

Манбаи майгу

Намунаҳои Litopenaeus vannamei моҳи январи 2023 аз бозори маҳаллии Yogyakarta гирифта шуда, аз ҷониби Universitas Gadjah Mada, Faculty of Biology, Laboratory of Animal Systematics бо рақами N.46/BI/SH/III/2023 тасдиқ шудаанд.

SEM ва ченкунии ковокҳо

Морфологияи каркас бо микроскопи электронии сканкунандаи JEOL JSM7100F омӯхта шудааст. Намунаҳо бурида, бо лентаи карбон ба stub-и алюминий насб ва тасвирҳо бо калонкунии 50× ва 250× гирифта шудаанд.

Андозаҳои ковокҳо бо истифода аз ImageJ дар панҷ такрор таҳлил шудаанд. Дар ҳамон дастгоҳ бо истифода аз EDS таркиби элементӣ арзёбӣ шудааст.

Оё варамкунӣ ва ковокӣ як чизанд?

Не. Ковокӣ хусусияти сохториест, ки ба ҳаҷми ишғолкардаи холигиҳо дар дохили каркас вобаста аст. Варамкунӣ бошад ба он вобаста аст, ки мавод ҳангоми ҷаббидани моеъе монанди PBS нисбат ба массаи хушки ибтидоии худ чӣ қадар моеъ мегирад.

Ҳатто агар ду каркас сохтори ковоки монанд дошта бошанд, ҷабби моеъ метавонад аз сабаби тозагии химиявӣ, гидрофилӣ ва таркиби матрикси полимер фарқ кунад. Манбаъ варамкунии пасти каркаси пӯсти майгуро дар ҳамин замина муҳокима мекунад.

Оё деградатсияи сусттар хуб аст?

Худ аз худ “хуб” ё “бад” нест. Аз каркаси муҳандисии бофта интизор меравад, ки барои муддати кофӣ дастгирии сохторӣ диҳад, аммо ҳангоми ташаккули бофтаи нав бо суръати мувофиқ таҷзия шавад. Деградатсияи хеле зуд метавонад дастгирии сохториро барвақт аз байн барад; деградатсияи аз ҳад суст бошад метавонад мушкилоти маводи бегонаи доимиро ба вуҷуд орад.

Ин таҳқиқот танҳо инкубатсияи чорҳафтаина дар PBS-ро пешниҳод мекунад. Азбаски ферментҳо, системаи масуният, борбардории механикӣ ва дигар равандҳои биологии бофтаи зинда мавҷуд нестанд, суръати деградатсияи in vivo-ро мустақиман аз ин таҷриба баровардан мумкин нест.

Ҷиҳатҳои қавии таҳқиқот

• Арзёбии пӯсти майгу, ки партови маҳсулоти баҳрӣ аст, ҳамчун манбаи хитозан.
• Муқоисаи хитозани майгу бо хитозани тиҷоратӣ дар ҳамон усули истеҳсоли композит.
• Арзёбии якҷояи хусусиятҳои химиявӣ, морфологӣ, физикӣ, механикӣ ва ҳуҷайравӣ дар як таҳқиқот.
• Истифодаи усули оддии яхкунӣ–лиофилизатсия бе пайвандгари салибӣ.
• Чен кардани ҷанбаҳои гуногуни кори каркас, аз ҷумла диаметри ковок, ковокӣ, варамкунӣ, деградатсия ва устувории фишорӣ.
• Илова кардани арзёбии in vitro-и часпиш ва фаъолияти метаболикӣ бо ҳуҷайраҳои MG-63.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

• Аз пӯсти майгу хитозан гирифта шуда, спектри FTIR бо сохтори хоси хитозани тиҷоратӣ мувофиқат нишон додааст.
• Қимати гузоришшудаи DD-и хитозани пӯсти майгу %77,22 аст.
• Хитозан, COL I ва HAP бе истифодаи пайвандгари салибӣ ба каркаси композитии сеченакаи лиофилизатсияшуда табдил дода шудаанд.
• SEM дар каркасҳо микросохтори ковоки кушода ва ба ҳам пайвастро нишон додааст.
• EDS мавҷудияти O, Ca, C ва P-ро дар композити пӯсти майгу нишон додааст.
• Каркаси дорои хитозани пӯсти майгу нисбат ба назорати тиҷоратӣ варамкунии камтар ва деградатсияи сусттари PBS нишон додааст.
• Устувории фишории ченшудаи каркасҳои майгу ва тиҷоратӣ ба ҳам наздик аст.
• Абсорбсияи MTT-и MG-63 бо вақт зиёд шуда, дар SEM сохторҳои мувофиқ бо ҳуҷайраҳо дар каркас мушоҳида шудаанд.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот мустақиман дастгирӣ намекунад

• Нишон дода нашудааст, ки каркас нуқсони устухонро дар организми зинда шифо медиҳад.
• Нишон дода нашудааст, ки он барои инсон пайванди бехатар ё муассири устухон аст.
• Остеоинтегратсияи воқеии in vivo чен нашудааст.
• Ташаккули рагҳои нави хун ё васкуляризатсия арзёбӣ нашудааст.
• Биодеградатсияи дарозмуддат чен нашудааст.
• Ҷавоби масуният ё илтиҳобӣ арзёбӣ нашудааст.
• Абсорбсияи MTT миқдори устухони навро мустақиман чен намекунад.
• Часпиши ҳуҷайраҳои MG-63 худ аз худ далели остеокондуксияи воқеӣ ё регенератсияи устухон нест.
• Нишон дода нашудааст, ки устувории фишории тақрибан 1 MPa барои истифодаҳои устухони борбардор кофӣ аст.
• Мувофиқи диапазони 2–12 MPa-и устухони исфанҷӣ, ки худи манбаъ додааст, каркасҳои тақрибан 1 MPa аз ин диапазон пасттаранд.

Маҳдудиятҳои асосии таҳқиқот

Маҳдудияти якум ин аст, ки арзёбии биологӣ танҳо бо хатти ҳуҷайравии остеобластмонанди MG-63 ва санҷишҳои in vitro гузаронида шудааст. Модели ҳайвонот ё нуқсони воқеии устухон истифода нашудааст.

Маҳдудияти дуюм он аст, ки устувории механикӣ тақрибан 1 MPa мебошад. Дар муқоиса бо диапазонҳои истинодии устухон, ки манбаъ медиҳад, ин қимат паст мемонад.

Маҳдудияти сеюм ин аст, ки гарчанде ифлосиҳои боқимондаи хитозани пӯсти майгу бо варамкунӣ ва деградатсияи паст алоқаманд карда шудаанд, тамоми миқдори сафеда/минерали боқимонда бо таҳлили муфассали миқдории тозагӣ муайян нашудаанд.

Маҳдудияти чорум ин аст, ки барои баъзе ифодаҳои омории “significant/no significant difference”, ки дар таҳқиқот истифода шудаанд, номи санҷиш, қимати p ва ҳадди аҳамият ба таври равшан гузориш нашудааст.

Маҳдудияти панҷум баъзе номувофиқиҳои формула, шакл ва рақам дар дохили манбаъ мебошанд: самти аломат дар муодилаи деградатсия, тартиби матн–графики ковокӣ, чопи вайроншудаи қимати номуайянии ковоки дохилӣ, муқоисаи устувории фишорӣ–диапазони устухони исфанҷӣ ва нуқтаҳои вақти MTT аз ҷумлаи муҳимтарини онҳо мебошанд.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Таҳқиқоти аслӣ: Biomimetic Scaffold of Chitosan from Litopenaeus vannamei Shrimp Shells Incorporated with Collagen and Hydroxyapatite for Bone Tissue Regeneration

Муаллифон: Cheryn Ivana; Hendrik Satria Dwi Putra; Nyoman Bayu Wisnu Kencana; Agustina Setiawati.

Муаллифи масъул: Agustina Setiawati.

Почтаи электронии муаллифи масъул: nina@usd.ac.id

Муассиса: Department of Pharmaceutical Biology, Faculty of Pharmacy, Sanata Dharma University, Yogyakarta, Indonesia.

Маҷалла: Advanced Pharmaceutical Bulletin.

Ҷилд / шумора: 16 / 1.

Саҳифаҳо: 52–61.

DOI: 10.34172/apb.025.45909.

Навъи манбаъ: Original Article; таҳқиқоти лаборатории рушди биоматериал ва фарҳанги ҳуҷайравии in vitro.

Санаи қабул барои баррасӣ: 4 июн 2025.

Санаи бозбинӣ: 19 сентябр 2025.

Санаи қабул: 17 декабр 2025.

Санаи нашри электронӣ: Дар таърихи мақолаи PDF 21 декабр 2025.

Библиографияи шумора: Advanced Pharmaceutical Bulletin 2026;16(1):52–61. Санаи нашри электронӣ ва соли шумораи маҷалла фарқ мекунанд ва ҳар ду алоҳида нигоҳ дошта шудаанд.

Ношир: TUOMS PRESS, Tabriz University of Medical Sciences.

Доварӣ: Advanced Pharmaceutical Bulletin расман маҷаллаи бисёрсоҳа, дастрасии кушода ва доваришаванда мебошад.

Иҷозатнома: Creative Commons Attribution — CC BY. PDF ба таври равшан мегӯяд, ки бо зикри манбаъ ва муаллифон истифода, паҳнкунӣ ва нусхабардорӣ иҷозат дода мешавад.

Тасдиқи ахлоқӣ: Ethics Committee of the Faculty of Health Sciences, Respati University, Yogyakarta; рақами тасдиқ 051/FIKES/PL/III/2023.

Маблағгузорӣ: Таҳқиқот аз маблағҳои шахсии муаллифи масъул маблағгузорӣ шуда, аз ягон ташкилот дастгирии молиявии беруна нагирифтааст.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон ягон бархӯрди эҳтимолии манфиатҳоро гузориш накардаанд.

Дастрасии маълумот: Дар PDF-и асосӣ бахши ҷудогонаи Data Availability мавҷуд нест.

Файли иловагӣ: Манбаъ спектри SEM-EDS-ро ҳамчун Figure S1 ва натиҷаҳои таҳлили спектри EDS-ро ҳамчун Table S1 дар маводи иловагӣ зикр мекунад.

Саҳми баробар: Дар манбаъ изҳороти саҳми баробар ё муаллифи якуми баробар мавҷуд нест.

Саҳми муаллифон: Консептуализатсия: Agustina Setiawati. Куратсияи маълумот: Agustina Setiawati. Таҳлили формалӣ: Agustina Setiawati, Cheryn Ivana, Nyoman Bayu Wisnu Kencana. Ба даст овардани маблағгузорӣ: Agustina Setiawati. Таҳқиқот: Agustina Setiawati. Методология: Cheryn Ivana, Hendrik Satria Dwi Putra, Nyoman Bayu Wisnu Kencana. Идоракунии лоиҳа: Hendrik Satria Dwi Putra, Nyoman Bayu Wisnu Kencana. Захираҳо: Agustina Setiawati. Нармафзор: Cheryn Ivana, Hendrik Satria Dwi Putra. Назорат: Agustina Setiawati. Тасдиқ: Agustina Setiawati. Визуализатсия: Hendrik Satria Dwi Putra. Лоиҳаи аввал: Cheryn Ivana, Agustina Setiawati. Бозбинӣ ва таҳрир: Agustina Setiawati.

Ёддошти мутобиқати дохилии манбаъ 1 — дараҷаи деацетилатсия: Хитозани пӯсти майгу DD=%77,22 ва хитозани тиҷоратӣ DD=%69,87 чен шудаанд. Бо вуҷуди ин, хулоса варамкунӣ ва деградатсияи пасти каркаси майгуро бо “DD-и пасттар” алоқаманд мекунад. Қиматҳои ченшуда ин ифодаро дастгирӣ намекунанд.

Ёддошти мутобиқати дохилии манбаъ 2 — муодилаи деградатсия: Манбаъ \(W_0\)-ро массаи ибтидоии хушк ва \(W_1\)-ро массаи хушк пас аз деградатсия таъриф карда, муодиларо ҳамчун \((W_1-W_0)/W_0\times100\) чоп мекунад. Самти аломати формула бо натиҷаҳои мусбати талафи масса мувофиқ нест.

Ёддошти мутобиқати дохилии манбаъ 3 — диаметри ковоки дохилӣ: Диаметри ковоки дохилии каркаси пӯсти майгу дар матн 107,56 µm дода шудааст, аммо инҳирофи стандартӣ ба шакли вайроншудаи “32.32.72 µm” чоп шудааст. Verianla ин қиматро бо тахмин ислоҳ накардааст.

Ёддошти мутобиқати дохилии манбаъ 4 — ковокӣ: Матн барои каркасҳои тиҷоратӣ ва майгу мутаносибан %61,85 ± 2,61 ва %64,71 ± 0,77 менависад, дар ҳоле ки тартиби сутун/легендаи Шакли 3f ба таври визуалӣ гурӯҳбандии баръаксро нишон медиҳад.

Ёддошти мутобиқати дохилии манбаъ 5 — устувории фишорӣ: Қиматҳои манбаъ 0,97 ва 0,991 MPa мебошанд, вале дар ҳамон параграф диапазони устухони исфанҷӣ 2–12 MPa дода шудааст. Аз ин рӯ, ҷумлае, ки қиматҳои каркасро дар диапазони 2–12 MPa мешуморад, аз ҷиҳати рақамӣ мувофиқ нест. Манбаъ дарҳол баъд аз он ҳам мегӯяд, ки устувории механикӣ ба меъёрҳои муҳандисии бофтаи устухон ҷавобгӯ нест.

Ёддошти мутобиқати дохилии манбаъ 6 — вақти MTT: Усул аз фарҳанги 96-соата сухан мегӯяд, аммо натиҷаҳо то 144 соат маълумот доранд. Тавзеҳи Шакли 5 24, 48 ва 144 соатро номбар мекунад, вале матни натиҷаҳо ва график қимати 96 соатро низ дар бар мегиранд.

Ёддошти мутобиқати дохилии манбаъ 7 — тавзеҳи шакли варамкунӣ/деградатсия: Баъзе нуқтаҳои вақт дар тавзеҳи Шакли 4 бо силсилаҳои 1, 3, 6, 12, 24 соатаи варамкунӣ ва 1, 2, 3, 4 ҳафтаинаи деградатсия дар матни натиҷаҳо пурра мувофиқ нестанд.

Ёддошти оморӣ: Барои ченкунии диаметри ковок ва ковокӣ n=5, барои устувории фишорӣ n=3 ва барои арзёбии MTT дар Шакли 5 n=4 маълумот мавҷуд аст. Аммо дар PDF-и асосӣ бахши ҷудогонаи таҳлили оморӣ, санҷиши гипотеза, қимати p ё ҳадди аҳамият гузориш нашудааст. Аз ин рӯ, ифодаҳои “significant” дар матн ҳамчун далели муфассали оморӣ васеъ карда нашудаанд.

Маҳдудияти асосии биологӣ: Таҳқиқот ба фарҳанги ҳуҷайравии in vitro-и MG-63 асос ёфтааст. Модели ҳайвонот, таҷрибаи инсонӣ ё имплантатсияи нуқсони воқеии устухон анҷом дода нашудааст.

Маҳдудияти остеокондуксия: Манбаъ натиҷаҳои часпиш ва пролифератсияи ҳуҷайраро бо потенсиали остеокондуктивӣ алоқаманд мекунад; аммо афзоиши in vivo-и устухони нав дар рӯйи каркас мустақиман чен нашудааст.

Маҳдудияти механикӣ: Устувории фишории тақрибан 1 MPa аз диапазони 2–12 MPa-и устухони исфанҷӣ, ки худи манбаъ медиҳад, пасттар аст; натиҷа набояд ҳамчун кофӣ будани пайванди клиникии устухони борбардор тафсир шавад.