رفتن به محتوای اصلی
x
سنتز و مشخصه یابی هیدروژل خود ترمیم شونده بر پایه شبكه در هم نفوذ كرده نانون كامپوزیتی (ژلما / آلژینات / نانورس) جهت كاربرد در مهندسی بافت غضروف
تاریخ دفاع
استاد

سعيد نوري خراساني

دانشکده
مهندسی شیمی_آموزش مجازی و پردیس

هدف اصلی مهندسی بافت و پزشکی بازساختی ساختجایگزین‌های احیاکننده برای بافت‌های آسیب‌دیده یا ازدست‌رفته است که نزدیک ترینخواص را به بافت مورد نظر داشته باشد ، بنابراین داشتن توانایی خود ترمیم شوندگیبه عنوان یک عملکرد حیاتی برای آن شناخته می‌‌شود. از آنجا که هیدروژلهای تک مادههنوز نتوانسته‌اند بطور کامل تمام خواص مورد نیاز یک بافت را برآورده کنند،استفاده ‌از هیدورژلهای پیشرفته شامل شبکه‌های در هم نفوذ کرده، نانو کامپوزیت‌ها، چند ماده‌ها و سوپرا مولکولی‌ها موردتوجه قرار گرفته است. دراین پژوهش به‌منظور ساخت یک هیدروژل با خواص مناسب از تلفیق خواص شبکه‌های درهمنفوذکرده و نانو کامپوزیت‌ها استفاده شد. در این راستا هیدروژل ژلاتین متاکریلات(ژلما)/آلژیناتبه صورت شبکه‌های در هم‌نفوذکرده (IPN) ساخته شد و خواص این هیدروژل به کمک نانوذرات رسبهبود داده شد. در این پژوهش تأثیر افزودن درصد‌های مختلفی (0، 1، 2 و 3 درصد وزنی/وزنی) از نانورس بر خواص فیزیکی، شیمیایی، زیستی و مکانیکی هیدروژل‌های ژلما/آلژینات بررسی شد. نتایج آزمون رزونانسمغناطیس هسته هیدروژن نشان دهنده تشکیل ژلما و نتایج طیف‌سنجیمادون قرمز با تبدیل فوریه نشان دهنده تشکیل شبکه IPN نانوکامپوزیتی بود. حضور نانورس باعث تغییر تخلخل و اندازه حفرات و منافذ هیدورژلحاوی نانورس و تغییر مورفولوژی در رشد سلولی هیدروژل ژلما/ آلژینات شد ولی به دلیلافزایش چگالی اتصالات عرضی تاثیر منفی بر مدول فشاریوکششی هیدروژل نداشت. حضور نانورس اگرچه به دلیل طبیعت آن، میزانآب‌دوستی هیدروژل را افزایش می‌دهد ولی به دلیل افزایش اتصالات عرضی، نرخ تورم و تخریبهیدروژل‌ها را طی 14 روز قرارگیری در آب مقطر نسبت به هیدوژل عاری از نانوذراتکاهش داد. همچنین هیدروژل حاصل خواص نازکبرشی مناسبی نشان داد. افزودن نانورس، باعث افزایش استحکام فشاری وکششی هیدروژل‌های ژلما/آلژینات، به ترتیب تا حدود 3 برابر و 2 برابر نسبت به هیدروژل بدون نانورس شد. بیشترین استحکام فشاری به میزان kPa 5/3±0/170 و استحکام کششی kPa 2/4 ±6/44 و ازدیاد طول در نقطه شکست به میزان حدود 120درصد در هیدروژل حاوی2 درصد وزنی نانورس مشاهده شد. همچنین زنده‌مانی سلول‌‌های فیبروبلاست وکندروسیت بر روی هیدروژل‌های نانوکامپوزیتی ژلما/آلژینات حاوی 2 درصد وزنی نانورس طی7 روز بیش از 98% مشاهده شد. درنهایت هیدروژل نانوکامپوزیتی ژلما/آلژینات/نانورس 2%به‌منظور بررسی خاصیت خود ترمیم شوندگی این هیدروژل، توسط آزمون‌های ماکرومولکولی و میکرومولکولی موردبررسی قرار گرفت و خاصیت خود ترمیم شوندگی در هیدروژل مذکور تائید شد. آزمون رئولوژیکی جاروب کرنش نشان داد نمونه حاوی نانو‌رسهمچون نمونه‌های هیدروژل بدون نانورس دارای رفتار الاستیک و بازگشت پذیری مناسب تاکرنش80% هستند. آزمون فشاری بارگذاری- باربرداری چرخه‌ای نشان داد باافزایش2% نانورس، مدول الاستیک نمونه هیدورژل ژلما/آلژینات حدود 20% افزایش پیداکرد و نمونه حاوی نانورس چرخه هسیترزیس بزرگتری نشان داد. آزمون استحکام کششیبرروی نمونه‌های ترمیم یافته نشان داد نمونه هیدروژل حاوی 2 درصد وزنی نانورس مدول کششی تا74% بازیابی شد. این نتایجنشان می‌دهد که هیدروژل نانوکامپوزیتی ژلما/آلژینات-نانورس، می‌تواند کاندید مناسبی برای استفاده جهت کاربرد در مهندسی بافت غضروفباشد.کلمات کلیدی:مهندسی بافت، هیدروژل خود ترمیم شونده، ژلما، آلژینات، نانورس، شبکه‌های در هم‌نفوذکردهپلیمری، نانوکامپوزیت.  

تحت نظارت وف ایرانی