Pembentukan semula tisu tulang menggunakan sistem pengkulturan bersama sel stem adipos dan sel osteoblas manusia yang disemai ke atas biomaterial yang berbeza.

Abstract

Kajian ini adalah bertujuan untuk menghasilkan konstruk tulang melalui kaedah kejuruteraan tisu (TEBCs) yang baru bagi memenuhi permintaan yang tinggi terhadap tulang gantian autograf. Justeru itu, kajian ini dilakukan untuk menilai tahap osteogenesis pengkulturan bersama sel stem yang diperolehi daripada tisu adipos manusia (HADSC) dengan sel osteoblas manusia (HOB) ke atas biobahan berlainan. Kaedah ini melibatkan kumpulan kajian yang terdiri daripada HADSC-HOB yang dikultur bersama dalam tiga nisbah berbeza iaitu 2:1, 1:1 dan 1:2. Manakala kumpulan kawalan terdiri daripada HADSC dan HOB yang dikultur secara individu. Pada peringkat kultur monolapisan, semua kumpulan sel dikultur di dalam dua jenis media kultur iaitu F12:DMEM yang ditambah dengan serum janin lembu sebanyak 10 peratus (FD+10%FBS) dan F12:DMEM (FD) sahaja. Pada peringkat persekitaran 3-dimensi, semua kumpulan sel disemai ke atas tiga jenis biobahan yang berbeza iaitu polihidroksibutirat (PHB) yang dicampur dengan hidroksiapatit (HA) atau (PHB-HA), polikaprolakton (PCL) yang dicampur dengan HA, atau (PCL-HA) dan titanium dioksida (TiO2) yang dilapisi dengan atau tanpa nanoserat (NF) untuk membentuk TEBCs secara in vitro. Potensi osteogenik TEBCs dinilai selepas dua minggu pengkulturan melalui: (a) Pemerhatian perubahan morfologi sel menggunakan imbasan mikroskop elektron (FESEM), (b) Kadar pertumbuhan sel menggunakan asai Alamar Biru, (c) Tahap pembezaan osteogenik menggunakan asai enzim alkali fosfatase (ALP), (d) Tahap pemendapan mineral kalsium menggunakan pewarnaan Alizarin merah dan (e) ekspresi gen osteogenik iaitu faktor transkripsi protein runt-2 (RUNX-2), alkali fosfatase (ALP), sialoprotein-tulang (BSP), osteopontin (OSP) dan osteokalsin (OCN). Hasil kajian mendapati bahawa pengkulturan bersama HADSC-HOB mempunyai potensi osteogenesis yang baik apabila disemai ke atas biobahan berbeza. Kumpulan HADSC-HOB (1:1) yang dikultur di dalam FD+10%FBS menunjukkan tahap osteogenesis yang lebih baik secara signifikan (p<0.05) berbanding kumpulan sel lain pada monolapisan dan apabila disemai ke atas PHB-HA. Manakala, kumpulan HADSC HOB (2:1) menunjukkan potensi osteogenik yang lebih baik secara signifikan (p<0.05) berbanding kumpulan sel lain apabila disemai ke atas bahan kerangka PCL-HA dan TiO2 yang dilapisi NF. Kajian ini mencadangkan bahawa kaedah pengkulturan bersama HADSC-HOB dan biobahan dalam kajian ini mempunyai ciri-ciri osteoinduktif dan osteokonduktif. Pendekatan baru ini boleh digunakan secara langsung, serta mudah untuk mendorong osteogenesis melalui hubungan HADSC-HOB secara langsung dalam in vitro. Adalah diharapkan kajian ini dapat memberikan anjakan paradigma dan implikasi klinikal dalam kejuruteraan tisu tulang pada masa hadapan.