ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

การสร้างกระดูกบนวัสดุร่างรับเซลล์แบบคอมพอสิทชนิดใหม่ที่ออกแบบโดยการเลียนแบบธรรมชาติ

หน่วยงาน สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : การสร้างกระดูกบนวัสดุร่างรับเซลล์แบบคอมพอสิทชนิดใหม่ที่ออกแบบโดยการเลียนแบบธรรมชาติ
นักวิจัย : กตัญชลี ไม้งาม , ยศ บุญทองคง , นิสภา ศีตะปันย์ , สุพรรณี ปทุมารักษ์ , Katanchalee Mai-ngam , Yot Boontongkong , Nispa Seetapan , Supannee Pathumarak
คำค้น : Biomedical materials , Bone substitutes , Bones , Ceramics , Ceramics in medicine , Composite materials , Engineering and technology , Hydroxyapatite , Materials engineering , Osteoblasts , Tissue engineering , กระดูก , วัสดุทดแทนกระดูก , วัสดุทางการแพทย์ , วิศวกรรมเนื้อเยื่อ , ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ , สาขาวิศวกรรมศาสตร์และอุตสาหกรรมวิจัย , ออสติโอบลาสต์ , เซรามิกในการแพทย์ , เซรามิกไฮดรอกซีอะพาไทต์ , ไฮดรอกซีอะพาไทต์
หน่วยงาน : สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2549
อ้างอิง : http://www.nstda.or.th/thairesearch/node/4003
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

วิศวกรรมเนื้อเยื่อกำลังได้รับความสนใจทั้งในด้านวิทยาศาสตร์และทางการแพทย์ ว่าเป็นเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มนำไปสู่การบำบัดรักษาอวัยวะที่สึกหร่อต่าง ๆ อย่างมีประสิทธิภาพมาก โดยรวมแล้ว งานวิจัยที่เสนอนี้จึงมีจุดประสงค์ในการริเริ่มงานด้านวิศวกรรมเนื้อเยื่อ และเพื่อเพิ่มความชำนาญในสาขาของงานวิจัยนี้แก่นักวิจัยในประเทศไทย และเนื่องจากการทดลองภายนอกร่างกายมีความสำคัญมากสำหรับการศึกษางานทางด้าน วิศวกรรมเนื้อเยื่อ ดังนั้นงานชิ้นแรกที่ควรจะดำเนินการคือการจัดตั้งหน่วยเพาะเลี้ยงเซลที่มี มาตรฐาน วิธีการดั้งเดิมในการรักษาส่วนบกพร่องของกระดูกที่ยังคงใช้กันอยู่จนถึง ปัจจุบันมีข้อจำกัดหลาย ๆ ประการ รวมทั้งการขาดแคลนกระดูกทดแทนจากธรรมชาติ โอกาสเสี่ยงของการปฏิเสธและการส่งผ่านโรคจากอวัยวะบริจาคไปยังผู้ป่วย ดังนั้น หลังจากการจัดตั้งหน่วยเพาะเลี้ยงเซลเสร็จสิ้นแล้ว คณะทำงานจึงขอเสนอโครงการวิจัยที่มีจุดประสงค์ท้ายสุดในการพัฒนาวัสดุคอมพอ สิทใหม่ที่มีคุณสมบัติเหมาะสมกับการนำไปใช้ในการซ่อมแซมกระดูก โดยจุดมุ่งหมายขั้นต้นของงานวิจัยที่นำเสนอคือการพัฒนาไฮดรอกซีอะพาไทด์ที่ มีการเคลือบพื้นผิวด้วยลำดับเป็บไทด์สังเคราะห์เพื่อให้ได้วัสดุที่มี ประสิทธิภาพในการเหนี่ยวนำให้เกิดการสร้างกระดูก ดังนั้น ความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับปฎิกิริยาต่อกันระหว่างเซลกระดูก (ออสติโอบลาสต์) กับวัสดุจึงมีความสำคัญมาก การยึดติดของเซลกระดูกบนไฮดรอกซีอะพาไทด์ในร่างกายเกิดขึ้นได้ดีเนื่องจาก การควบคุมของโปรตีนจำพวกหนึ่ง คือ bone sialoprotein ดังนั้น เพื่อที่จะเลียนแบบกระบวนการยึดติดนี้ให้เกิดขึ้นได้ดีในสภาวะภายนอกร่างกาย มีการค้นพบว่าสำหรับการทดลองในห้องปฏิบัติการ ลำดับเป็บไทด์สังเคราะห์จำพวก Glu7-Pro-Arg-Gly-Asp-Thr (E7PRGDT) ซึ่งประกอบด้วยส่วนที่เชื่อมต่อกับไฮดรอกซีอะพาไทด์ (E7) และ ส่วนที่เชื่อมต่อกับเซล (RGD) มีประสิทธิภาพต่อการยึดติดของเซลบนไฮดรอกซีอะพาไทด์และการสร้างกระดูก อย่างไรก็ตามยังมีการค้นพบว่า ประสิทธิภาพของการเชื่อมกันของ E7 บนไฮดรอกซีอะพาไทด์เป็นไปได้ไม่ดีเท่าที่ควรเนื่องจากการมีการรบกวนโดยลำดับ RGD ที่ต่ออยู่กับลำดับ E7 อย่างใกล้ชิด โดยสมมติฐานแล้ว การมีพันธะที่อยู่ติดกันมากระหว่าง E7 กับ RGD อาจส่งผลให้เกิดการกีดขวางกันทำให้ลำดับเป็บไทด์ทั้ง 2 กลุ่มทำงานได้ไม่เต็มที่ ดังนั้น การศึกษานี้จึงได้เสนอแนวทางในการออกแบบและเตรียมลำดับของเป็บไทด์ สังเคราะห์ที่มีความยาวและลักษณะทางเคมีและทางกายภาพที่แตกต่างกันเป็นตัว กั้นกลาง (spacer) ระหว่าง E7 และ RGD โดยมีจุดประสงค์ในการแยกไม่ให้เป็บไทด์ทั้ง 2 ลำดับดังกล่าวอยู่ใกล้ชิดกันเกินไป การคัดเลือกเป็บไทด์จะกระทำโดยอาศัยการศึกษาความเกี่ยวดองกันของลำดับ เป็บไทด์สังเคราะห์ (E7-spacer-PRGDT) กับ ไฮดรอกซีอะพาไทด์ และ ปฎิกิริยาของเซล กระดูกกับไฮดรอกซีอะพาไทด์ที่มีการเคลือบพื้นผิวด้วยเป็บไทด์ดังกล่าวเช่น การยึดติดของเซลและกิจกรรมของเซลหลังจากการได้คัดเลือกลำดับเป็บไทด์ที่ให้ ผลที่ดีที่สุด จุดประสงค์ของงานวิจัยในระยะยาวคือ การเตรียมคอมพอสิทของไฮดรอกซีอะพาไทด์ที่เคลือบผิวด้วยลำดับเป็บไทด์ สังเคราะห์กับพอลิเมอร์ที่เหมาะสม The field of tissue engineering has emerged in the scientific and medical communities as a promising alternative technology that is expected to lead to more effective and efficient treatments of various organ damages. Broadly speaking, this proposed project is aimed at introducing research activities in tissue engineering and subsequently increasing Thailand’s expertise in this field. Since in vitro experiments are indispensable to the studies of tissue engineering, our very first task will be to establish a standard, working cell culture facility and capability. The conventional methods of bone defect treatments currently in practice have several limitations associated with them, including shortages of donor bones and the risk of rejection and disease transmission upon implantation. Thus, as a launching investigation to follow the completion of our cell culture laboratory, we propose an applied research project with the development of novel osteogenic composite materials for bone repair applications as its ultimate objective. Specifically, the immediate goal of this effort will be to achieve a suitable peptide-coated hydroxyapatite (HA) that will serve as the osteoinductive element in such composite materials. For this, a basic understanding of the phenomena of bone (osteoblasts) cells’ interaction with the osteogenic material is crucial. In vivo osteoblast attachment to HA is regulated by the presence of bone sialoprotein (BSP) because bare HA itself is a poor substrate for osteoblast attachment. To mimic this process in vitro, a synthetic peptide sequence, Glu7-Pro-Arg-Gly-Asp-Thr (E7PRGDT), containing both a putative HA-binding domain (E7) and a cell attachment domain (RGD) present in BSP, has been previously reported to have potentials for osteoblast attachment and bone mineralization. However, it has been found that the binding efficiency of the poly-Glu sequence of such peptide to HA could be interrupted by the presence of the RGD sequence. Hypothetically, the close proximity between the poly-Glu and the RGD domains in this particular peptide could sterically interfere with their respective intended functions. Hence, this study proposes to design and prepare a synthetic peptide sequence to function as a spacer linkage separating the putative HA-binding domain and the cell attachment domain (i.e., E7-spacer-PRGDT), primarily by adjusting the spacer arm in terms of its length and physicochemical characteristics. As a part of this peptide optimization process, the affinity of our synthesized peptide sequences to HA will be determined, and the interaction between osteoblast cell and the peptide-modified HA such as the cell adhesion and activities will be studied. Following this proposed initial stage, the incorporation of the optimized peptide-coated HA into selected polymer matrices to achieve osteogenic composites will be the project’s long-term objective.

บรรณานุกรม :
กตัญชลี ไม้งาม , ยศ บุญทองคง , นิสภา ศีตะปันย์ , สุพรรณี ปทุมารักษ์ , Katanchalee Mai-ngam , Yot Boontongkong , Nispa Seetapan , Supannee Pathumarak . (2549). การสร้างกระดูกบนวัสดุร่างรับเซลล์แบบคอมพอสิทชนิดใหม่ที่ออกแบบโดยการเลียนแบบธรรมชาติ.
    ปทุมธานี : สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ.
กตัญชลี ไม้งาม , ยศ บุญทองคง , นิสภา ศีตะปันย์ , สุพรรณี ปทุมารักษ์ , Katanchalee Mai-ngam , Yot Boontongkong , Nispa Seetapan , Supannee Pathumarak . 2549. "การสร้างกระดูกบนวัสดุร่างรับเซลล์แบบคอมพอสิทชนิดใหม่ที่ออกแบบโดยการเลียนแบบธรรมชาติ".
    ปทุมธานี : สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ.
กตัญชลี ไม้งาม , ยศ บุญทองคง , นิสภา ศีตะปันย์ , สุพรรณี ปทุมารักษ์ , Katanchalee Mai-ngam , Yot Boontongkong , Nispa Seetapan , Supannee Pathumarak . "การสร้างกระดูกบนวัสดุร่างรับเซลล์แบบคอมพอสิทชนิดใหม่ที่ออกแบบโดยการเลียนแบบธรรมชาติ."
    ปทุมธานี : สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ, 2549. Print.
กตัญชลี ไม้งาม , ยศ บุญทองคง , นิสภา ศีตะปันย์ , สุพรรณี ปทุมารักษ์ , Katanchalee Mai-ngam , Yot Boontongkong , Nispa Seetapan , Supannee Pathumarak . การสร้างกระดูกบนวัสดุร่างรับเซลล์แบบคอมพอสิทชนิดใหม่ที่ออกแบบโดยการเลียนแบบธรรมชาติ. ปทุมธานี : สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ; 2549.