ジェニピン架橋キトサン粉末の細胞適合性と抗炎症（相互）作用の評価

Assessment of Cytocompatibility and Anti-Inflammatory (Inter)Actions of Genipin-Crosslinked Chitosan Powders.

• Simona Dimida
• Matteo Santin
• Tiziano Verri
• Amilcare Barca
• Christian Demitri

抄録

キトサンは多糖類で、その誘導体とともに、組織工学用途のハイドロゲル製剤、足場およびフィルムの調製に一般的に使用されています。キトサンは、そのように使用することができますが、一般的には化学的架橋剤によって安定化されています。ゲニピンは、アグリコン化合物を得るために果実から抽出され、加工された結晶性粉末である、検討されている架橋剤の一つである。ゲニピンは天然由来であり、抗炎症作用を有することから、生物学的応用に関心が高まっている。本論文では、キトサンとジェニピンを架橋したキトサン系材料が骨再生などの用途で抗炎症作用を発揮するかどうかを検討した。キトサン-ジェニピン足場から得られた粉体は、生体内で生体材料を移植する際に起こる自然な分解過程を模倣するために試験された。骨芽細胞様細胞からの結果は、キトサンとジェニピンの特定の組み合わせが細胞に対する高い寛容性を刺激し、純粋なキトサンよりも高い性能を発揮することを示した。また、単球様細胞からの結果は、架橋剤であるゲニピンが単球-マクロファージ転移を形態学的レベルで遅らせることを示している。このことは、我々のキトサンベースの生体材料のプロ炎症性と抗炎症性のモジュール性のようなものを示唆している。マイクロスケールの粉末に曝露された細胞タイプの両方であることから、我々の結果は、付加価値として、生理学的な再吸収過程におけるキトサン足場構造の分解ダイナミクスにおける細胞と材料の相互作用に関する情報をもたらした。

Chitosan is a polysaccharide commonly used, together with its derivatives, in the preparation of hydrogel formulations, scaffolds and films for tissue engineering applications. Chitosan can be used as such, but it is commonly stabilized by means of chemical crosslinkers. Genipin is one of the crosslinkers that has been considered that is a crystalline powder extracted from the fruit of and processed to obtain an aglycon compound. Genipin is gaining interest in biological applications because of its natural origin and anti-inflammatory actions. In this paper, the ability of chitosan-based materials crosslinked with genipin to exert anti-inflammation properties in applications such as bone regeneration was studied. Powders obtained from chitosan-genipin scaffolds have been tested in order to mimic the natural degradation processes occurring during biomaterials implantation in vivo. The results from osteoblast-like cells showed that specific combinations of chitosan and genipin stimulate high permissiveness towards cells, with higher performance than the pure chitosan. In parallel, evidences from monocyte-like cells showed that the crosslinker, genipin, seems to promote slowing of the monocyte-macrophage transition at morphological level. This suggests a sort of modularity of pro-inflammatory versus anti-inflammatory behavior of our chitosan-based biomaterials. Being both the cell types exposed to microscale powders, as an added value our results bring information on the cell-material interactions in the degradative dynamics of chitosan scaffold structures during the physiological resorption processes.