Креветка кабыгынын хитозаны–I типтеги коллаген–гидроксиапатит композиттик каркасы — Litopenaeus vannamei кабыктарынан алынган хитозан I типтеги коллаген (COL I) жана гидроксиапатит (HAP) менен бириктирилип, лиофилизация аркылуу үч өлчөмдүү көңдөйлүү түзүлүшкө айландырылган сөөк тканы инженериясынын биоматериалы. Изилдөө креветка кабыгынан алынган хитозан менен даярдалган бул каркастын химиялык түзүлүшүн, көңдөй морфологиясын, көңдөйлүүлүгүн, шишүү жүрүм-турумун, деградациясын, кысууга бекемдигин жана MG-63 остеобласт сымал клеткалары менен in vitro цитошайкештигин, ошол эле ыкма менен коммерциялык хитозандан даярдалган контролдук каркас менен салыштырат.

Креветка кабыктарынан хитозан депротеиндештирүү, деминералдаштыруу жана деацетилдештирүү этаптары аркылуу алынган. Хитозандын чыгымы %22,37 ± 1,25, FTIR аркылуу эсептелген деацетилдешүү даражасы %77,22 болгон. Коммерциялык хитозан үчүн деацетилдешүү даражасы %69,87 деп берилген. Бөлүнүп алынган хитозандын FTIR тилкелери коммерциялык хитозанга окшош функционалдык топторду көрсөткөнү изилдөөчүлөр тарабынан хитозан ийгиликтүү алынганын колдогон химиялык далил катары бааланган.

Гидроксиапатит, хитозан жана I типтеги коллаген тиешелүүлүгүнө жараша акыркы 175, 50 жана 25 µg/mL концентрацияларында бириктирилген; аралашма pH 7ге нейтралдаштырылып, силикон калыпка куюлуп, −80 °Cде 24 саат тоңдурулуп, андан кийин 24 саат лиофилизацияланган. Кайчылаш байланыштыргыч колдонулган эмес. Пайда болгон түзүлүш киргилт ак, губка сымал жана үч өлчөмдүү композиттик каркас катары сүрөттөлгөн.

Креветка кабыгынын хитозаны камтылган каркас 24 саатта %278,55 ± 36,49 шишүүнү жана төрт жумада %41,87 ± 7,27 деградацияны көрсөткөн. Коммерциялык хитозан контролунда тиешелүү маанилер %931,76 ± 45,64 жана %47,37 ± 2,03 болгон. Креветка кабыгынын каркастарынын кысууга бекемдиги 0,991 ± 0,01 MPa, коммерциялык контролдуку 0,97 ± 0,01 MPa деп өлчөнгөн. MG-63 клеткалары каркаска жабышкан; MTT/формазан абсорбциясы 24 сааттан 144 саатка чейин жогорулаган.

Бул жыйынтыктар in vitro материалдык мүнөздөмө жана клетка культурасынын жыйынтыктары. Изилдөө каркас тирүү организмде сөөк түзгөнүн, сөөк дефектин айыктырганын же адамдар үчүн коопсуз жана натыйжалуу имплант экенин көрсөтпөйт. Булактагы “osteoconductivity” жана сөөк регенерациясынын потенциалы жөнүндөгү билдирүүлөр бул эксперименттер көрсөткөн талапкер биоматериал деңгээлинде бааланууга тийиш.

Биомиметикалык Хитозан–Коллаген–Гидроксиапатит Каркасы Деген Эмне?

Биомиметикалык хитозан–коллаген–гидроксиапатит каркасы — табигый сөөктүн органикалык жана минералдык курамдарынын айрымдарын окшоштуруу максатында хитозан, I типтеги коллаген жана гидроксиапатитти үч өлчөмдүү көңдөйлүү түзүлүштө бириктирген композиттик ткань инженериясы материалы; бул изилдөөдө хитозан деңиз азыгынын калдыгы болгон Litopenaeus vannamei креветка кабыктарынан алынган.

Каркас же scaffold деген эмне?

Ткань инженериясында scaffold же каркас — клеткалар жабыша, көбөйө жана айланасында жаңы клеткадан тышкаркы матрикс түзө ала турган үч өлчөмдүү таяныч түзүлүш. Каркас түздөн-түз “жаңы сөөк” эмес. Идеалдуу шартта биологиялык ткань пайда болуп жатканда убактылуу физикалык жана биохимиялык колдоо көрсөтүп, ылайыктуу ылдамдыкта ажырашы күтүлөт.

Эмне үчүн хитозан колдонулган?

Хитозан — хитиндин деацетилдешүүсүнүн натыйжасында алынган полисахарид биополимер. Кабыкчалуу деңиз организмдеринин сырткы скелетиндеги хитин хитозан өндүрүүдө чийки зат катары колдонулушу мүмкүн. Хитозан β(1→4) гликозиддик байланыштар менен бириккен D-глюкозамин бирдиктерин жана өзгөрмө өлчөмдөгү N-ацетил-D-глюкозамин бирдиктерин камтыйт.

Булак хитозанды биоажыроочулугу, биошайкештиги, бактерияга каршы касиети жана көңдөйлүү түзүлүш түзүү потенциалы үчүн ткань инженериясында баалуу полимер катары карайт.

Эмне үчүн I типтеги коллаген колдонулган?

I типтеги коллаген (COL I) сөөктүн органикалык клеткадан тышкаркы матриксинин негизги компоненттеринин бири. Булак коллагендеги аргинин–глицин–аспарагин кислотасы, башкача айтканда RGD мотивдеринин клетка интегриндери менен өз ара аракеттене алышын клеткалардын жабышуусун колдогон касиеттердин бири катары түшүндүрөт.

Бул изилдөөдө коллаген механикалык толтургуч катары гана эмес, клеткалар тааный ала турган биохимиялык матрикс компоненти катары композитке кошулган.

Эмне үчүн гидроксиапатит колдонулган?

Гидроксиапатит (HAP) — сөөктүн минералдык фазасы менен байланышкан кальций-фосфат негизиндеги апатит. Изилдөөдө хитозан–коллаген системасына минералдык компонент берүү, сөөктүн композиттик түзүлүшүнө жакыныраак биомиметикалык чөйрө түзүү жана каркастын остеобласттар менен өз ара аракеттенүүсүн колдоо максатында колдонулган.

Эмне үчүн үч компонент чогуу колдонулган?

Хитозан көңдөйлүү биополимер матриксин, COL I клеткалар менен өз ара аракеттене ала турган органикалык матрикс компонентин, ал эми HAP минералдык фазаны билдирет. Бул үч компоненттүү түзүлүш табигый сөөктүн бардык касиеттерин кайра жаратпайт; бирок полимердик, белоктук жана минералдык компоненттерди бир каркаста бириктирип, биомиметикалык ыкманы түзөт.

Изилдөөнүн контролдук тобу кайсы?

Контролдук каркаста креветка кабыгынан алынган хитозандын ордуна коммерциялык орточо молекулалык массалуу хитозан колдонулган. HAP, COL I жана каркас өндүрүү ыкмасы ошол бойдон сакталган. Ошентип, изилдөөчүлөр хитозандын булагы композиттик каркастын физика-химиялык касиеттерине кандай таасир берерин салыштырууну максат кылышкан.

Кайчылаш байланыштыргыч эмне үчүн маанилүү детал?

Булак композиттик каркас эч кандай химиялык кайчылаш байланыштыргыч колдонулбай өндүрүлгөнүн өзгөчө белгилейт. Түзүлүш компоненттерди аралаштыруу, тоңдуруу жана лиофилизациялоо аркылуу алынган. Бул өзгөчөлүк изилдөөнүн өндүрүш ыкмасынын негизги пункттарынын бири.

Деацетилдешүү Даражасы Эмнени Билдирет?

Деацетилдешүү даражасы (degree of deacetylation, DD) хитин/хитозан чынжырындагы ацетилденген бирдиктер канчалык деңгээлде деацетилденип, эркин амин топторун алып жүргөн глюкозамин бирдиктерине айланганын көрсөткөн пайыз; бул изилдөөдө FTIRдеги 1320 жана 1420 cm⁻¹ абсорбция тилкелеринин катышы колдонулуп, креветка кабыгынын хитозаны үчүн %77,22 жана коммерциялык хитозан үчүн %69,87 эсептелген.

Изилдөөдө колдонулган DD теңдемеси PDFте төмөнкүдөй берилген:

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

Бул жерде \(A_{1320}\) FTIR спектриндеги 1320 cm⁻¹ тилкенин абсорбциясын, \(A_{1420}\) болсо 1420 cm⁻¹ эталондук тилкенин абсорбциясын билдирет. Булак 1320 cm⁻¹ тилкени ацетилденген амин/амид функциясы менен байланыштырып, 1420 cm⁻¹ тилкени DD эсептөө үчүн эталон катары колдонот.

DDнин жогору болушу полимер чынжырында деацетилденген амин топторунун үлүшү жогору экенин билдирет. Бирок DD жалгыз өзү каркастын шишүүсүн же деградациясын аныктабайт; тазалык, калдык минералдар, белок калдыктары, полимер түзүлүшү жана ферментке жеткиликтүүлүк сыяктуу башка касиеттер да таасир этиши мүмкүн.

Булактын DD боюнча түшүндүрмөсүндө эмне үчүн этияттык керек?

Булак эксперименттин жыйынтыгында креветка кабыгынын хитозанынын DD маанисин %77,22, коммерциялык хитозандын DD маанисин %69,87 деп берет. Ошого карабастан, аннотация бөлүгүндө креветка кабыгынын каркасындагы аз шишүү жана жай деградациянын мүмкүн болгон себептеринин бири “деацетилдешүү даражасынын төмөн болушу” деп жазылган.

Бул эки билдирүү түздөн-түз бири-бирине шайкеш эмес. Өлчөнгөн DD маанилерине ылайык креветка кабыгынын хитозанынын DDси коммерциялык хитозандан төмөн деп айтууга болбойт. Талкуу бөлүгүндө авторлор ачыкыраак баса белгилеген мүмкүн болгон себептер — төмөн тазалык, калдык минералдар, гетерогендүү түзүлүш жана гидролитикалык ферментке азыраак жеткиликтүүлүк.

Хитозан экстракциясынын үч этабы

Булак текстинде депротеиндештирүүдө белок жоготуусу %57,04 ± 8,73 деп берилет. Деминералдаштыруу учурунда HCl CaCO₃ жана Ca₃(PO₄)₂ сыяктуу минералдарды алып салары; деацетилдештирүү учурунда болсо хитиндеги ацетамид топтору алынып, амин топтору түзүлөрү түшүндүрүлөт.

Хитозандын чыгымы

Креветка кабыгынан алынган хитозандын чыгымы булакта %22,37 ± 1,25 деп билдирилген. Алынган хитозан киргилт ак порошок түрүндө.

FTIR хитозан алынганын кантип колдоду?

Экстракцияланган хитозан менен коммерциялык хитозандын FTIR спектрлеринде окшош мүнөздүү тилке үлгүлөрү байкалган. Булак негизги тилкелерди төмөнкүдөй түшүндүрөт:

FTIR спектрлеринин окшоштугу изилдөөчүлөр тарабынан бөлүнүп алынган биоматериал хитозан экенин тастыктоо катары бааланган.

Композиттик каркас кантип өндүрүлгөн?

Алгач 1,75 g гидроксиапатит %2 фосфор кислотасында эритилип, магниттик аралаштыргыч менен аралаштырылган. Андан кийин 0,5 g хитозан 10 mL уксус кислотасында эритилип, HAP эритмесине кошулган. Бул аралашма 10 mL уксус кислотасындагы 0,25 g бодо малдан алынган коллаген эритмеси менен бириктирилген.

Аралашма NaOH менен pH 7ге нейтралдаштырылып, деминералдаштырылган суу кошулуп, акыркы HAP, хитозан жана коллаген концентрациялары тиешелүүлүгүнө жараша 175, 50 жана 25 µg/mL болчудай жөнгө салынган.

Даярдалган эритме силикон калыпка куюлуп, −80 °Cде 24 саат тоңдурулуп, андан кийин калдык эриткичтерди алып салуу жана көңдөйлүү түзүлүш алуу максатында 24 саат лиофилизацияланган.

Лиофилизация деген эмне?

Лиофилизация же тоңдуруп кургатуу — алдын ала тоңдурулган үлгүдөгү эриткичти төмөн басымда алып салууга негизделген кургатуу ыкмасы. Бул изилдөөдө анын негизги илимий функциясы куюлган композиттик аралашмадан үч өлчөмдүү губка сымал жана көңдөйлүү катуу каркас түзүү.

Композиттик FTIR эмнени көрсөттү?

Композиттик каркастын FTIR спектринде 3500–3300 cm⁻¹ аймагындагы кең тилке N–H жана O–H созулуулары менен байланыштырылган. 1651, 1588 жана 1416–1250 cm⁻¹ аймактары C=O, амид I жана C–N термелүүлөрү менен; 1537 cm⁻¹ болсо N–H ийилиши менен байланыштырылган.

Гидроксиапатитке байланышкан фосфат топтору үчүн булак 1029 cm⁻¹де ачык күчтүү тилкени, суутек-фосфат үчүн 875 cm⁻¹ жана карбонат топтору үчүн 1407 cm⁻¹ тилкени билдирген.

I типтеги коллагенге мүнөздүү айрым амид A жана амид B тилкелери хитозандын N–H жана O–H тилкелери менен үстү-үстүнө түшкөндүктөн так бөлүнбөгөнү белгиленген. Ошондуктан булак FTIR жыйынтыгын “коллагендин бардык мүнөздүү тилкелери өз-өзүнчө көрсөтүлдү” деп сунуштабайт.

EDS кайсы элементтерди көрсөттү?

Булак өзгөчө Ca жана P чокуларын композиттеги гидроксиапатит/минералдык компонент менен шайкеш деп баалайт.

Шишүү, Деградация жана Кысууга Бекемдик Жыйынтыктарын Чогуу Кантип Түшүндүрүү Керек?

Креветка кабыгынын хитозаны камтылган каркас коммерциялык хитозан контролдук каркаска караганда кыйла аз суу сиңирип, алгачкы жумаларда жайыраак деградация көрсөткөн, ошол эле учурда эки каркастын өлчөнгөн кысууга бекемдиги бири-бирине абдан жакын болгон; бирок болжол менен 1 MPa бекемдик маанилери булак өзү берген 2–12 MPa губка сымал сөөк диапазонунан төмөн болгондуктан, механикалык жетиштүүлүк жөнүндөгү билдирүү чектелүү болушу керек.

Көңдөй морфологиясы

SEM сүрөттөрүндө коммерциялык да, креветка кабыгынын хитозаны бар каркастарда да формасы туура эмес, ачык жана бири-бири менен байланышкан көңдөйлөрдүн тармагы көрүнгөн. Чыныгы SEM сүрөттөрү изилдөөнүн эксперименттик далили болгондуктан, бул жерде жасалма SEM сүрөтү түзүлгөн эмес.

Көңдөй диаметрлери

Көңдөй диаметри ImageJ колдонулуп, беш кайталоо боюнча бааланган. Кең стандарттык четтөөлөр, айрыкча туура эмес көңдөй геометриясы бөлүштүрүүнү кеңейткенин көрсөтөт.

Көңдөйлүүлүк кантип эсептелген?

Кургак композит алгач \(W_0\) катары тартылып, %100 этанолго толугу менен чөмүлтүлгөн, сырткы бетиндеги ашыкча этанол алынып, кайра \(W_1\) катары тартылган. Ар бир топ беш кайталоо менен бааланган.

Булак көңдөйлүүлүк теңдемесин:

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

түрүндө берет.

\(W_0\) — кургак композиттин массасы, \(W_1\) — этанол сиңирилгенден кийинки масса. Булак параграфында \(\rho\) жана \(V\) белгилеринин мааниси өзүнчө так аныкталган эмес; ошондуктан Verianla бул эки белгиге булакта жок так аныктама кошпойт.

Көңдөйлүүлүк маанилериндеги булак тексти–сүрөт шайкешсиздиги

Булак тексти көңдөйлүүлүктү тиешелүүлүгүнө жараша коммерциялык жана креветка кабыгынын хитозаны бар каркас үчүн %61,85 ± 2,61 жана %64,71 ± 0,77 деп жазат. Бирок булактагы 3f-сүрөттөгү тилкелердин бийиктиги жана “Commercial / Shrimp” легендасы визуалдык түрдө коммерциялык каркастын көңдөйлүүлүгү жогору, креветка каркасыныкы төмөн экенин көрсөтөт.

Макала бул айырманы түшүндүрбөгөндүктөн, кайсы топ кайсы так пайызга таандык экени боюнча булак тексти менен сүрөттүн ортосунда шайкешсиздик бар. Маанилердин топтору Verianla тарабынан үнсүз түрдө алмаштырылган эмес.

Шишүү катышынын формуласы

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

Бул жерде \(W_0\) баштапкы үлгүнүн массасы, \(W_1\) белгилүү бир инкубация убактысынан кийин PBS сиңирген үлгүнүн массасы. Оң айырма каркас суюктукту сиңирип, баштапкы массадан жогорулаганын көрсөтөт.

Шишүү эксперименти кантип жүргүзүлгөн?

Каркастар pH 7,4 PBS ичинде 37 °Cде кармалып, 1, 3, 6, 12 жана 24 саатта өлчөнгөн.

Коммерциялык хитозан каркасынын суу сиңирүүсү бардык өлчөө убактарында креветка кабыгынын хитозан каркасынан кыйла жогору көрүнөт. Булак эки каркастын көңдөйлүүлүгү жана көңдөй диаметри боюнча олуттуу айырма жок экенин белгилеп, төмөн шишүүнү креветка кабыгынын хитозанындагы калдык минерал/белок сыяктуу аралашмалар менен байланыштырат.

Бирок булакта бул салыштыруулар үчүн колдонулган статистикалык тест жана p маанилери ачык көрсөтүлгөн эмес. Ошондуктан “significant/no significant difference” деген билдирүүлөрдү кеңири статистикалык тастыктоо катары кайра берүү мүмкүн эмес.

Шишүү убакыт чекиттериндеги булак түшүндүрмөсүнүн айырмасы

Жыйынтык тексти шишүү маанилерин 1, 3, 6, 12 жана 24 саат үчүн берет. Булактагы 4-сүрөттүн түшүндүрмөсүндө болсо график убакыттары “0, 1, 4, 6, 12 жана 24 саат” деп жазылган. Бул 3 саат / 4 саат айырмасы булак тарабынан түшүндүрүлгөн эмес.

Деградация кантип бааланган?

Кургак каркастар \(W_0\) катары тартылып, PBS ичинде 37 °Cде 1, 2, 3 жана 4 жума кармалган. Инкубациядан кийин үлгүлөр чыгарылып, меште кургатылып, кайра \(W_1\) катары тартылган.

Булак PDFте деградация теңдемеси төмөнкүдөй басылган:

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

Булак формуласы боюнча эскертүү: Текстте \(W_0\) баштапкы кургак масса, \(W_1\) деградациядан кийинки кургак масса катары аныкталат. Материал масса жоготкондо \(W_1<W_0\) болгондуктан басылган теңдеме терс пайыз берет. Бирок булак бардык деградация жыйынтыктарын оң пайыздар менен билдирет. Демек, басылган теңдеме менен жыйынтыктардын белги багытынын ортосунда булак ичиндеги шайкешсиздик бар. Verianla формуланы өз алдынча тескери кылган эмес.

Креветка кабыгынын хитозан каркасы алгачкы үч жумада коммерциялык контролго салыштырмалуу кыйла жайыраак масса жоготкон. Төртүнчү жумада эки маани бири-бирине жакындаган, бирок креветка каркасынын билдирилген деградациясы дагы эле төмөн болгон.

Булак бул жүрүм-турумду креветка кабыгынан бөлүнүп алынган хитозандын төмөн тазалыгы, гетерогендүү түзүлүшү, калдык минералдары жана гидролитикалык ферментке азыраак жеткиликтүүлүгү менен байланыштырат. Изилдөөнүн өз деградация эксперименти PBS ичинде гана жүргүзүлгөн; лизоцим камтыган ферменттик деградация эксперименти жүргүзүлгөн эмес.

Кысууга бекемдик кантип эсептелген?

RT1-1225 A&D Company Universal Testing Machine колдонулган. Булак үлгүлөр тик бурчтуу формада болгонун жана “length-to-diameter ratio 2:1” деген сөз айкашын колдонгонун жазат. Тик бурчтуу үлгү үчүн “diameter” термининин геометриялык аныктамасы өзүнчө түшүндүрүлгөн эмес.

Булак ошондой эле үлгүлөр “2,5 kN pressure” менен кысылганын жазат. kN басым эмес, күч бирдиги; макала берген кысууга бекемдик теңдемеси да күчтү аянтка бөлүүгө негизделет:

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

Бул жерде \(F_c\) кысуу жүгүн/күчүн, \(A\) жүк түшкөн кесилиш аянтын билдирет. Жыйынтык MPa менен берилген.

Кысууга бекемдик сөөк менен салыштырылганда эмне болот?

Булак кортикалдык сөөк үчүн 100–230 MPa, губка сымал сөөк үчүн 2–12 MPa эталондук диапазондорду берет. Эки каркастын болжол менен 0,97–0,991 MPa бекемдиги кортикалдык сөөктөн абдан төмөн жана булакта берилген 2 MPa губка сымал сөөктүн төмөнкү чегинен да төмөн.

Ошого карабастан, булак бир сүйлөмдө маанилер “cancellous bone range (2–12 MPa)” ичине түшөрүн жазып, трабекулярдык сөөк колдонмолоруна ылайыктуулукту сунуштайт. Сандык маанилер бул сүйлөмдү колдобойт. Чындыгында, кийинки эле сүйлөмдө авторлор каркастардын механикалык бекемдиги сөөк тканы инженериясынын критерийлерине жооп бербей турганын билдиришет.

Ошондуктан Verianla жыйынтыкты “механикалык жактан губка сымал сөөккө барабар” деп сунуштабайт. Тагыраак айтканда, эки эксперименттик каркас бири-бирине абдан жакын болжол менен 1 MPa кысууга бекемдик көрсөткөн, бирок булак өзү берген сөөк эталондук диапазондорунан төмөн калган.

MG-63 Клетка Жыйынтыктары Сөөк Регенерациясын Далилдейби?

Жок. MG-63 клеткаларынын каркаска жабышуусу, метаболикалык MTT сигналынын убакыт өткөн сайын жогорулашы жана SEMде клетка/ECM сымал түзүлүштөрдүн көрүнүшү каркастын in vitro цитошайкештигин жана остеобласт сымал клеткаларды колдоо потенциалын көрсөтөт; бирок чыныгы сөөк пайда болушун, остеоинтеграцияны, васкуляризацияны, in vivo сөөк дефектинин айыгышын же клиникалык натыйжалуулукту далилдебейт.

MG-63 деген эмне?

MG-63 — остеобласт сымал касиеттеринен улам сөөк биоматериалдарын клетка культурасы аркылуу баалоодо колдонулган адамдан алынган клетка линиясы. Бул изилдөөдө клетка–каркас өз ара аракеттенүүсүн in vitro баалоо үчүн колдонулган.

Клетка экспериментинин шарттары

Булакка ылайык \(5\times10^5\) MG-63 клеткасы алдын ала %5 Pluronic F127 менен 30 мүнөт капталган 24 уячалуу пластинкадагы композитке себилген. Алты сааттык жабышуу мезгилинен кийин композиттер жаңы азык чөйрөсү бар жаңы 24 уячалуу пластинкага көчүрүлгөн.

Метод бөлүмү клеткалар кийин 96 саат культурада кармалганын билдирет. MTT баалоосунда тетразолий тузу кошулуп, клеткалар 37 °Cде дагы бир саат инкубацияланган жана абсорбанс 450 nmде Perkin Elmer көп пластинкалуу окугуч менен өлчөнгөн.

SEM үчүн үлгүлөр %4 параформальдегид менен фиксацияланып, %70–100 баскычтуу этанол сериясы менен дегидратацияланган.

MTT тести эмнени өлчөйт?

MTT тести — метаболикалык активдүү клеткалар тетразолий кошулмасын түстүү формазан продуктусуна айлантуусуна негизделген кыйыр клетка жашоо жөндөмү/метаболикалык активдүүлүк өлчөөсү. Абсорбанстын жогорулашы ошол эле эксперименттик системада формазан көбүрөөк пайда болушуна шайкеш келет; бирок абсорбанс өзү түздөн-түз клетка санынын, сөөк түзүлүшүнүн же остеогендик дифференциациянын өлчөмү эмес.

5-сүрөттүн түшүндүрмөсүнө ылайык MTT маалыматы n=4. Абсорбанс 24 сааттан 144 саатка чейин жогорулайт жана булак муну клетканын жабышуусу/пролиферациясы колдоого алынган деп түшүндүрөт.

MTT убакыттарындагы булак ичиндеги айырма

Метод бөлүмү клеткалар 96 саат культурада кармалганын жазганы менен, жыйынтыктар 144 саатка чейин маалымат берет. Мындан тышкары, 5-сүрөттүн түшүндүрмөсү 24, 48 жана 144 саатты санайт, бирок текстте жана графикте 96 сааттын мааниси да бар. Булак бул айырмачылыктарды түшүндүргөн эмес.

SEMдеги клетка сүрөтү эмнени көрсөттү?

Булак клетка себилгенден төрт күн өткөндөн кийин SEM аркылуу каркас үстүндөгү MG-63 клеткаларын жана клеткадан тышкаркы матрикс булалары деп түшүндүрүлгөн түзүлүштөрдү көрсөтөт. Изилдөөчүлөр клеткалар коллагендеги RGD мотивдери менен интегрин рецепторлору аркылуу өз ара аракеттениши жана клеткадан тышкаркы матрикс бөлүп чыгарып, каркас тармагын кайра түзүшү мүмкүн экенин талкуулашат.

Бул SEM сүрөтү эксперименттик байкоо болгондуктан Verianla тарабынан жасалма түрдө кайра чыгарылган эмес.

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары

Изилдөөнүн эксперименттик дизайны

Креветканын булагы

Litopenaeus vannamei үлгүлөрү 2023-жылдын январында Yogyakartaдагы жергиликтүү базардан алынып, Universitas Gadjah Mada, Faculty of Biology, Laboratory of Animal Systematics тарабынан N.46/BI/SH/III/2023 номери менен тастыкталган.

SEM жана көңдөй өлчөөсү

Каркастын морфологиясы JEOL JSM7100F сканерлөөчү электрондук микроскоп менен изилденген. Үлгүлөр кесилип, көмүртек тасмасы колдонулуп алюминий stub үстүнө орнотулган жана сүрөттөр 50× жана 250× чоңойтууда алынган.

Көңдөй өлчөмдөрү ImageJ колдонулуп, беш кайталоо боюнча анализденген. Ошол эле аппаратта EDS колдонулуп, элементтик курамы бааланган.

Шишүү менен көңдөйлүүлүк бир эле нерсеби?

Жок. Көңдөйлүүлүк — каркастын көлөмүндөгү боштуктар канча орун ээлери менен байланышкан структуралык касиет. Шишүү болсо материал PBS сыяктуу суюктукту сиңиргенде баштапкы кургак массасына салыштырмалуу канча суюктук алганына байланыштуу.

Эки каркас окшош көңдөй түзүлүшүнө ээ болсо да, полимердин химиялык тазалыгы, гидрофилдүүлүгү жана матрикс курамы себептүү суюктук сиңирүүсү ар башка болушу мүмкүн. Булак креветка кабыгынын каркасындагы аз шишүүнү ушул алкакта талкуулайт.

Жайыраак деградация жакшыбы?

Өз алдынча “жакшы” же “жаман” эмес. Ткань инженериясынын каркасы жетиштүү узак убакыт структуралык колдоо бериши, бирок жаңы ткань пайда болгондо ылайыктуу ылдамдыкта ажырашы күтүлөт. Өтө тез деградация структуралык колдоону эрте жоготушу мүмкүн; өтө жай деградация болсо туруктуу бөтөн материал маселелерин жаратышы мүмкүн.

Бул изилдөө төрт жумалык PBS инкубациясын гана берет. Тирүү ткандардагы ферменттер, иммундук система, механикалык жүктөө жана башка биологиялык процесстер жок болгондуктан, in vivo деградация ылдамдыгын бул эксперименттен түздөн-түз чыгарууга болбойт.

Изилдөөнүн күчтүү жактары

• Деңиз азыгынын калдыгы болгон креветка кабыгынын хитозан булагы катары бааланышы.
• Креветка хитозанынын коммерциялык хитозан менен бирдей композит өндүрүү ыкмасында салыштырылышы.
• Химиялык, морфологиялык, физикалык, механикалык жана клеткалык касиеттердин бир изилдөөдө чогуу бааланышы.
• Кайчылаш байланыштыргыч колдонбостон жөнөкөй тоңдуруу–лиофилизация ыкмасынын колдонулушу.
• Көңдөй диаметри, көңдөйлүүлүк, шишүү, деградация жана кысууга бекемдик сыяктуу ар кандай каркас көрсөткүчтөрүнүн өлчөнүшү.
• MG-63 клеткалары менен in vitro жабышуу жана метаболикалык активдүүлүк баалоосунун кошулушу.

Изилдөө колдогон жыйынтыктар

• Креветка кабыгынан хитозан алынган жана FTIR спектри коммерциялык хитозандын мүнөздүү түзүлүшү менен шайкештикти көрсөткөн.
• Креветка кабыгынын хитозанынын билдирилген DD мааниси %77,22.
• Хитозан, COL I жана HAP кайчылаш байланыштыргыч колдонулбай, лиофилизацияланган үч өлчөмдүү композиттик каркаска айландырылган.
• SEM каркастарда ачык жана бири-бири менен байланышкан көңдөйлүү микротүзүлүштү көрсөткөн.
• EDS креветка кабыгынын композитинде O, Ca, C жана P бар экенин көрсөткөн.
• Креветка кабыгынын хитозаны бар каркас коммерциялык контролго салыштырмалуу аз шишүү жана жайыраак PBS деградациясын көрсөткөн.
• Креветка жана коммерциялык каркастардын өлчөнгөн кысууга бекемдиги бири-бирине жакын.
• MG-63 MTT абсорбциясы убакыт өткөн сайын жогорулаган жана SEMде каркас үстүндө клеткаларга шайкеш түзүлүштөр байкалган.

Изилдөө түздөн-түз колдобогон жыйынтыктар

• Каркас тирүү организмде сөөк дефектин айыктырганы көрсөтүлгөн эмес.
• Адамдар үчүн коопсуз же натыйжалуу сөөк трансплантаты экени көрсөтүлгөн эмес.
• Чыныгы in vivo остеоинтеграция өлчөнгөн эмес.
• Жаңы кан тамырдын пайда болушу же васкуляризация бааланган эмес.
• Узак мөөнөттүү биоажыроо өлчөнгөн эмес.
• Иммундук же сезгенүү жообу бааланган эмес.
• MTT абсорбциясы түздөн-түз жаңы сөөктүн көлөмүн өлчөбөйт.
• MG-63 клеткаларынын жабышуусу өзү эле чыныгы остеокондукциянын же сөөк регенерациясынын далили эмес.
• Болжол менен 1 MPa кысууга бекемдик жүк көтөрүүчү сөөк колдонмолору үчүн жетиштүү экени көрсөтүлгөн эмес.
• Булак өзү берген 2–12 MPa губка сымал сөөк диапазонуна ылайык болжол менен 1 MPa каркастар бул диапазондон төмөн.

Изилдөөнүн негизги чектөөлөрү

Биринчи чектөө — биологиялык баалоо MG-63 остеобласт сымал клетка линиясы жана in vitro тесттер менен гана жүргүзүлгөн. Жаныбар модели же чыныгы сөөк дефекти колдонулган эмес.

Экинчи чектөө — механикалык бекемдик болжол менен 1 MPa деңгээлинде. Булак берген сөөк эталондук диапазондору менен салыштырганда бул маани төмөн.

Үчүнчү чектөө — креветка кабыгынын хитозанында калган аралашмалар аз шишүү жана деградация менен байланыштырылса да, калдык белок/минерал өлчөмдөрүнүн бардыгы кеңири сандык тазалык анализи менен аныкталган эмес.

Төртүнчү чектөө — изилдөөдө колдонулган айрым статистикалык “significant/no significant difference” билдирүүлөрү үчүн тесттин аты, p мааниси жана маанилүүлүк чеги ачык көрсөтүлгөн эмес.

Бешинчи чектөө — булак ичиндеги айрым формула, сүрөт жана сандык шайкешсиздиктер: деградация теңдемесиндеги белги багыты, көңдөйлүүлүк текст–график тартиби, ички көңдөйдүн белгисиздик маанисинин бузулуп басылышы, кысууга бекемдик–губка сымал сөөк диапазону салыштыруусу жана MTT убакыт чекиттери.

Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү

Түп нуска изилдөө: Biomimetic Scaffold of Chitosan from Litopenaeus vannamei Shrimp Shells Incorporated with Collagen and Hydroxyapatite for Bone Tissue Regeneration

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

Жооптуу автор: Agustina Setiawati.

Жооптуу автордун электрондук почтасы: nina@usd.ac.id

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

Журнал: Advanced Pharmaceutical Bulletin.

Том / саны: 16 / 1.

Беттер: 52–61.

DOI: 10.34172/apb.025.45909.

Булак түрү: Original Article; лабораторияга негизделген биоматериал иштеп чыгуу жана in vitro клетка культурасы изилдөөсү.

Келип түшкөн күнү: 4 июнь 2025.

Кайра каралган күнү: 19 сентябрь 2025.

Кабыл алынган күнү: 17 декабрь 2025.

Электрондук жарыяланган күнү: PDF макала тарыхында 21 декабрь 2025.

Сандын библиографиясы: Advanced Pharmaceutical Bulletin 2026;16(1):52–61. Электрондук жарыялоо күнү менен журнал санынын жылы ар башка жана экөө өзүнчө сакталган.

Басма: TUOMS PRESS, Tabriz University of Medical Sciences.

Рецензиялоо: Advanced Pharmaceutical Bulletin расмий түрдө рецензияланган, көп тармактуу ачык жеткиликтүү журнал.

Лицензия: Creative Commons Attribution — CC BY. PDF булак жана авторлор көрсөтүлгөн шартта колдонууга, таратууга жана көбөйтүүгө уруксат берилерин ачык билдирет.

Этикалык уруксат: Ethics Committee of the Faculty of Health Sciences, Respati University, Yogyakarta; уруксат номери 051/FIKES/PL/III/2023.

Каржылоо: Изилдөө жооптуу автордун өз каражаты менен каржыланган жана эч бир уюмдан тышкы финансылык колдоо алган эмес.

Кызыкчылыктардын кагылышы: Авторлор мүмкүн болгон кызыкчылыктардын кагылышын билдиришкен эмес.

Маалыматтын жеткиликтүүлүгү: Негизги PDFте өзүнчө Data Availability бөлүмү жок.

Кошумча файл: Булак Figure S1 катары SEM-EDS спектрин жана Table S1 катары EDS спектр анализинин жыйынтыктарын кошумча материал катары көрсөтөт.

Тең салым: Булакта тең салым же тең биринчи авторлук жөнүндө билдирүү жок.

Авторлордун салымы: Концептуалдаштыруу: Agustina Setiawati. Маалыматты курациялоо: Agustina Setiawati. Формалдык анализ: Agustina Setiawati, Cheryn Ivana, Nyoman Bayu Wisnu Kencana. Каржылоо алуу: Agustina Setiawati. Изилдөө: Agustina Setiawati. Методология: Cheryn Ivana, Hendrik Satria Dwi Putra, Nyoman Bayu Wisnu Kencana. Долбоорду башкаруу: Hendrik Satria Dwi Putra, Nyoman Bayu Wisnu Kencana. Ресурстар: Agustina Setiawati. Программалык камсыздоо: Cheryn Ivana, Hendrik Satria Dwi Putra. Көзөмөл: Agustina Setiawati. Текшерүү: Agustina Setiawati. Визуалдаштыруу: Hendrik Satria Dwi Putra. Алгачкы долбоор: Cheryn Ivana, Agustina Setiawati. Карап чыгуу жана редакциялоо: Agustina Setiawati.

Булак ичиндеги шайкештик эскертүүсү 1 — деацетилдешүү даражасы: Креветка кабыгынын хитозаны DD=%77,22 жана коммерциялык хитозан DD=%69,87 деп өлчөнгөн. Аннотация ошого карабастан креветка каркасындагы аз шишүү жана деградацияны “төмөн DD” менен байланыштырат. Өлчөнгөн маанилер бул билдирүүнү колдобойт.

Булак ичиндеги шайкештик эскертүүсү 2 — деградация теңдемеси: Булак \(W_0\)ду баштапкы кургак масса, \(W_1\)ди деградациядан кийинки кургак масса деп аныктаган учурда теңдемени \((W_1-W_0)/W_0\times100\) түрүндө басат. Оң масса жоготуу жыйынтыктары менен формуланын белги багыты шайкеш эмес.

Булак ичиндеги шайкештик эскертүүсү 3 — ички көңдөй диаметри: Креветка кабыгынын каркасынын ички көңдөй диаметри текстте 107,56 µm деп берилсе, стандарттык четтөө “32.32.72 µm” түрүндө бузулуп басылган. Verianla бул маанини болжоп оңдогон эмес.

Булак ичиндеги шайкештик эскертүүсү 4 — көңдөйлүүлүк: Текст коммерциялык жана креветка каркастары үчүн тиешелүүлүгүнө жараша %61,85 ± 2,61 жана %64,71 ± 0,77 деп жазса, 3f-сүрөттүн тилке/легенда түзүлүшү визуалдык түрдө тескери топтоону көрсөтөт.

Булак ичиндеги шайкештик эскертүүсү 5 — кысууга бекемдик: Булак маанилери 0,97 жана 0,991 MPa болгону менен, ошол эле параграфта губка сымал сөөк диапазону 2–12 MPa деп берилет. Ошондуктан каркас маанилери 2–12 MPa диапазонунда деген сүйлөм сандык жактан шайкеш эмес. Булак дароо андан кийин механикалык бекемдик сөөк тканы инженериясынын критерийлерине жооп бербей турганын да билдирет.

Булак ичиндеги шайкештик эскертүүсү 6 — MTT убактысы: Метод 96 сааттык культура жөнүндө айтса, жыйынтыктар 144 саатка чейин маалыматты камтыйт. 5-сүрөттүн түшүндүрмөсү 24, 48 жана 144 саатты санаганына карабастан, жыйынтык тексти жана график 96 саат маанисин да камтыйт.

Булак ичиндеги шайкештик эскертүүсү 7 — шишүү/деградация сүрөт түшүндүрмөсү: 4-сүрөттүн түшүндүрмөсүндөгү айрым убакыт чекиттери жыйынтык текстиндеги 1, 3, 6, 12, 24 сааттык шишүү жана 1, 2, 3, 4 жумалык деградация катарлары менен толук шайкеш келбейт.

Статистика эскертүүсү: Көңдөй диаметри жана көңдөйлүүлүк өлчөөлөрүндө n=5, кысууга бекемдикте n=3, 5-сүрөттөгү MTT баалоосунда n=4 маалыматы бар. Бирок негизги PDFте өзүнчө статистикалык анализ бөлүмү, колдонулган гипотеза тести, p мааниси же маанилүүлүк чеги берилген эмес. Ошондуктан тексттеги “significant” билдирүүлөр кеңири статистикалык далил катары кеңейтилген эмес.

Негизги биологиялык чек: Изилдөө in vitro MG-63 клетка культурасына негизделет. Жаныбар модели, адам эксперименти же чыныгы сөөк дефектин имплантациялоо жүргүзүлгөн эмес.

Остеокондукция чеги: Булак клетка жабышуусу жана пролиферация жыйынтыктарын остеокондуктивдүү потенциал менен байланыштырат; бирок жаңы сөөктүн каркас бетинде in vivo өсүшү түздөн-түз өлчөнгөн эмес.

Механикалык чек: Болжол менен 1 MPa кысууга бекемдик булак өзү берген 2–12 MPa губка сымал сөөк диапазонунан төмөн; жыйынтык жүк көтөрүүчү клиникалык сөөк трансплантатынын жетиштүүлүгү катары чечмеленбеши керек.