تولید گوشت آزمایشگاهی با استفاده از اصول مهندسی بافت و تکنیکهای مبتنی بر داربست، یکی از مهمترین روشهای حفظ محیط زیست محسوب شده که قادر است اثرات تخریبی تولید گوشت به روش سنتی را کاهش دهد. در این زمینه، داربستهای خوراکی و غیر سمی که از مشتقات حیوانی در ساخت آنها استفاده نمیشود و همزمان بستری مناسب برای چسبندگی، تکثیر و تمایز سلولها فراهم میکنند، بسیار حائز اهمیت است. برای فراهم آوردن گامی موثر در جهت رفع این مشکل، در این پژوهش هیدروژلی طبیعی و خوراکی از ترکیب کاپاکاراگینان و صمغ دانه به ساخته شد و مورد ارزیابی قرار گرفت و خصوصیات آن با هیدروژل کاپاکاراگینان به عنوان داربستی که در حال حاضر استفاده زیادی در زمینههای مهندسی بافت دارد، مقایسه شد. جهت ایجاد اتصالات عرضی در ساختار هیدروژل کاپاکاراگینان، از محلول کلرید پتاسیم با غلظت 5 درصد وزنی-حجمی به مدت یک ساعت استفاده شد و هیدروژل حاصله Carr نامگذاری شد. به منظور تهیه هیدروژل متشکل از کاپاکاراگینان و موسیلاژ دانه به، کاپاکاراگینان و صمغ دانه به به نسبتهای 0:1، 1:1، 1:2 و 2:1 با یکدیگر ترکیب شده و پس از تشکیل ژل، در دمای محیط و به مدت یک ساعت در حمام 5 درصد وزنی-حجمی کلرید پتاسیم و یا کلرید پتاسیم به همراه کلرید کلسیم (به نسبت مساوی) تیمار شدند تا شبکه ژل تشکیل شود. نتایج نشان دادند که نسبت 1:1 کاپاکاراگینان و موسیلاژ دانه به که با محلول کلرید پتاسیم 5 درصد وزنی-حجمی تیمار شده بود، دارای بیشترین محتوای آبی، جرم خشک و قابلیت جذب آب بود. بنابراین این هیدروژل با عنوان Carr:QSM برای ارزیابیهای بعدی مورد استفاده قرار گرفت. تصاویر SEM نشان داد که Carr:QSM دربرگیرنده منافذ باز به هم پیوسته در ساختار خود می-باشد. بررسی میزان تورم هیدروژل ها در طول 24 ساعت حاکی از آن بود که قابلیت جذب آب Carr:QSM 10 برابر بیشتر از Carr میباشد. همچنین ارزیابی افت جرم دو هیدروژل مورد مطالعه نشان داد که وزن خشک هیدروژل Carr:QSM در طی 21 روز بیشتر از Carr و دارای تفاوت معنیدار میباشد. بررسی فعالیت متابولیک سلولهای میوبلاست (C2C12) بر روی داربستهای مورد مطالعه در طی 14 روز حاکی از آن بود که سلولها قادر به حفط فعالیت متابولیک خود بر روی داربستها هستند و در 7 روز اول فعالیت متابولیکی روند افزایشی داشت. سلولها به طور موفقیتآمیزی به سطح داربست-ها چسبیدند و در طی 7 روز زنده مانده و تکثیر نمودند و بالغ بر 95% زندهمانی داشتند. زندهمانی و تکثیر سلولها به روش رنگآمیزی کلسین ای ام و اتیدیوم بروماید انجام شد. میزان تکثیر سلولها در هیدروژل Carr:QSM در طی 7 روز به طور معنیداری بیشتر از Carr بود. بررسی تمایز سلولها طی 4 و 7 روز توسط رنگآمیزی آنتی بادی دسمین بعلاوه تکنیک qPCR نشان داد که بیان پروتئینهای ماهیچهزا مانند دسمین، MyHC، Myogenin، MyoD و Myof5 در بستر Carr:QSM به طور معنیداری بیشتر از Carr بود. تغییر pH محیط داربستها نشان داد که بیشترین ظرفیت تورم در 5/5 pH میباشد. تغییر pH محیط کشت از 4/7 به 5/5 اثر نامطلوبی بر روی سلولها داشت و بخش بیشتری از سلولها مردند. همچنین اصلاح سطح هر دو هیدروژل مورد مطالعه توسط پلاسمای سرد اتمسفری به روش تخلیه سد دیالکتریک با ولتاژ ورودی 12 کیلو ولت در زمانهای 5 و 10 دقیقه انجام شد. تصاویر میکروسکوپی AFM، حاکی از تغییرات توپوگرافی سطح هیدروژلها در هر دو زمان مورد مطالعه بود. زبری سطح و زاویه تماس آب، برای Carr در تیمار 10 دقیقه و برای Carr:QSM در تیمار 5 دقیقه تاثیر بیشتری نشان داد و با سطح تیمار نشده تفاوت معنیداری داشت. نتایج فوتوالکترون اشعه ایکس (XPS) برای Carr در تیمار 10 دقیقه و برای Carr:QSM در تیمار 5 دقیقه، حاکی از ایجاد پیوندهای جدید در برگیرنده اکسیژن در سطح بود. بعلاوه، میزان اکسیژن در سطح تیمار شده، افزایش بیشتری نشان داد. بررسی رفتار سلولی نیز در سطح تیمار شده نسبت به سطح تیمار نشده متفاوت بود. سلولها در Carr در سطح تیمار شده نسبت به سطح تیمار نشده فعالیت متابولیک بیشتری طی 14 روز داشتند. اما در مورد هیدروژل Carr:QSM تنها در روز اول تغییر مشاهده شد. همچنین اصلاح سطح هیدروژلها سمیتی را برای سلولها ایجاد نکرد. به طوری که تعداد سلولهای مرده در سطوح تیمار شده و تیمار نشده تفاوت نداشت و قابل ملاحظه نبود. بررسی تمایز سلولها توسط رنگآمیزی دسمین نشان داد که بیان دسمین در روز 4 تمایز، برای Carr تیمار شده بیشتر از سطح تیمار نشده بود. بعلاوه، بررسی بیان ژنهای Myogenin و MyHC در روز 7 تمایز توسط تکنیکqPCR حاکی از آن بود که برای هیدروژل Carr بیان هر دو پروتئین در سطح تیمار شده تفاوت معنی-داری با سطح تیمار نشده داشت. و برای Carr:QSM بیان Myogenin در سطح تیمار شده نسبت به سطح تیمار نشده تفا