Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การพัฒนากระดูกมนุษย์ที่มีสมบัติส่งเสริมความเข้ากันได้ทางชีวภาพด้วยไฟโบรอินไหมไทยและเจลาติน

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Development of human bioactive bone explants using thai silk fibroin and gelatin

Year (A.D.)

2011

Document Type

Thesis

First Advisor

ศิริพร ดำรงค์ศักดิ์กุล

Second Advisor

กฤษณ์ เจริญลาภ

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมเคมี

DOI

10.58837/CHULA.THE.2011.1450

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของชีววัสดุผสมของไฟโบรอินไหมไทย/เจลาติน ที่นำมาใช้ดัดแปรพื้นผิวของกระดูกมนุษย์โดยการเชื่อมขวางด้วยสารเชื่อมขวางประเภท EDC/NHS ร่วมกับกระบวนการทำแห้งแข็งด้วยความเย็น โดยทำการศึกษาอิทธิพลของอัตราส่วนผสมโดยน้ำหนักระหว่างไฟโบรอินไหมไทย/เจลาติน รวมทั้งความเข้มข้นของสารละลายผสม ผลการทดลอง พบว่า กระดูกมนุษย์ที่ถูกดัดแปรด้วยไฟโบรอินไหมไทย/เจลาตินมีชีววัสดุผสมเข้าไปเชื่อมขวางอยู่ภายในรูพรุนขนาดใหญ่ของกระดูกมนุษย์เกิดเป็นโครงเลี้ยงเซลล์ที่มีรูพรุนขนาดเล็กลง นอกจากนี้ยังพบว่า การดัดแปรพื้นผิวด้วยไฟโบรอินไหมไทย/เจลาติน ส่งผลทำให้ความพรุนของกระดูกมนุษย์มีค่าลดน้อยลง ค่ามอดูลัสของการกดกระดูกมนุษย์ไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อเปรียบเทียบกับกระดูกมนุษย์ที่ไม่ได้รับการดัดแปร ผลการทดสอบความเข้ากันได้ทางชีวภาพในห้องปฏิบัติการโดยใช้เซลล์ต้นกำเนิดไขกระดูกจากหนู พบว่า กระดูกมนุษย์ที่ถูกดัดแปรด้วย ไฟโบรอินไหมไทย/เจลาติน ด้วยอัตราส่วนผสม 50/50 ที่ความเข้มข้นของสารละลายผสม 4% โดยน้ำหนัก (4%SF50G50) มีความสามารถในการส่งเสริมให้เกิดการยึดเกาะ การเจริญเติบโต และการชักนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงไปเป็นกระดูกได้ดีที่สุด ซึ่งสังเกตได้จากปริมาณแอลคาไลน์ฟอสฟาเตส ปริมาณแคลเซียม และลักษณะสัณฐานของเซลล์บนกระดูกมนุษย์ภายหลังการเพาะเลี้ยงเซลล์ จากผลการศึกษา สรุปได้ว่าการดัดแปรพื้นผิวของกระดูกมนุษย์โดยการเชื่อมขวางด้วยไฟโบรอินไหมไทย/เจลาติน ช่วยเหนี่ยวนำให้เซลล์เข้ามายึดเกาะ และเจริญเติบโตได้ดีขึ้น (Osteoconduction) และช่วยกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเซลล์ต้นกำเนิดไขกระดูกจากหนูไปเป็นเซลล์กระดูกได้ดี (Osteoinduction) แสดงถึงศักยภาพในการประยุกต์ใช้เป็นกระดูกปลูก (human bone graft) ที่มีประสิทธิภาพ ต่อไป

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

The aim of this research is to study the effects of the Thai silk fibroin/gelatin blends that used to modify the surface of human bone. The Thai silk fibroin/gelatin were crosslinked using EDC/NHS and freeze-drying into the human bone. The effects of the weight blending ratios of Thai silk fibroin/gelatin and the concentration of blend solution were investigated. The results showed that the porous structure of human bone was filled with Thai silk fibroin/gelatin blend, resulting in smaller pore size and lower bone porosity. The compressive modulus of the human bone before and after modification was not statistically different. The results of in vitro cell culture using rat bone marrow-derived mesenchymal stem cells indicated that the modified human bone with Thai silk fibroin/gelatin at the weight blending ratio of 50/50 and the solution concentration of 4wt% (4%SF50G50) could best enhance the attachment, proliferation and osteogenic differentiation as evaluated from alkaline phosphatase activity, calcium content and cell morphology. It could be concluded from this study that the modified human bone with crosslinked Thai silk fibroin and gelatin had great osteoconduction and osteoinduction. It could be potentially used as an effective human bone graft.

Link to Full Text

Share

COinS