ساخت و مشخصه يابي هيدروژل نانوكامپوزيت چاپ پذير برپايه آلژينات/ژلاتين/نانوالياف كيتين ومعدني سازي بوسيله هيدروكسي آپاتيت به روش چاپ سه بعدي به منظور توليد داربست استخواني

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد

عليرغم توانايي بالاي بافت استخواني در روند ترميم عيوب استخواني در مقياس وسيع، بدن نمي‌تواند به طور طبيعي آن را به طور كامل ترميم كند. بنابراين، در ميان گزينه‌هاي درماني مختلف مانند اتووگرافي و آلوگرافت، مهندسي بافت استخوان در بازسازي و حفظ استخوان بهترين روش است. داربست هاي مبتني بر پليمر نانوكامپوزيتي با خواص مكانيكي خوب و زيست فعالي مطلوب، براي مهندسي بافت استخوان اميدوار كننده هستند. در اين پژوهش، داربست‌هاي متراكم آلژينات/ژلاتين با پوشش نانوآپاتيت همگن با استفاده از چاپ سه بعدي و كاني‌سازي درجا توسعه يافتند. افزودن نانوالياف كيتين در اين ساختار مي‌تواند خواص مكانيكي و ضد باكتريايي را بهبود بخشد. علاوه بر اين، پوشش نانوآپاتيت و تقويت نانوالياف مي‌تواند به طور قابل توجهي تكثير و تمايز استخواني سلول هاي بنيادي مغز استخوان را تحريك كند. علاوه بر اين، پوشش نانوآپاتيت جذب پروتئين را در سطح داربست‌ها افزايش مي‌دهد. داربست هاي نانوكامپوزيت آپاتيت/هيدروژل زيست تقليدي ساخته شده مي‌توانند نامزدهاي بالقوه‌اي براي مهندسي بافت استخوان باشند. در اين پژوهش، تهيه داربست‌هاي هيدروژلي بر پايه ژلاتين-آلژينات، تقويت شده با نانوالياف كيتين و پوشش داده شده با هيدروكسي آپاتيت با پرينت سه بعدي انجام شد. طبق بررسي‌هاي انجام شده از لحاظ خواص مكانيكي مشخص شد كه داربست حاوي 1% نانوالياف كيتين بهترين مدول يانگ 678/0 مگا پاسكال را نشان دادند. بررسي هاي طيف سنجي FTIR وجود هر سه ماده و به وجود آمدن برهم كنش هاي هيدروژني قوي بين آنها و تشكيل هيدروكسي آپتاتيت بر روي سطح داربست را تاييد كرد. هم چنين از آناليز FESEM نيز مشاهده گرديد كه قطر تخلخل ها با افزوده شدن ژلاتين و در نهايت نانوالياف كيتين به ماتريس آلژينات كاهش و ميزان آنها افزايش يافته است. ميزان تورم هيدروژل هاي آلژينات-ژلاتين، آلژينات-ژلاتين پوشش دهي شده و هيدروژل حاوي نانوالياف كيتين با غوطه ور ساختن در آب مقطر به ترتيب پس از گذشت 24 ساعت برابر با 43/671، 3/595 و 06/580 درصد بودند. هم چنين، ارزيابي زيست تخريب پذيري برون تني هيدروژل هاي مورد نظر با غوطه وري در محلول SBF در دماي 37 درجه سانتي گراد نشان داد كه پس از 40 روز هيدروژل Al-Gel/U 93 درصد، Al-Gel 9-1، 91 درصد و هيدروژل حاوي نانوالياف كيتين 89 درصد از وزن خود را از دست داده بودند. در مرحله بعدي، سلول هاي فيبروبلاست انساني بر سازه هاي هيدروژلي كاشته شدند و مشخصه يابي‌هاي سلولي پس از گذشت 7 روز صورت گرفت. نتايج FESEM نشان دادند كه چسبندگي سلولي در هيدروژل Al-Gel-NCHF بيشترين ميزان و در هيدروژل آلژينات-ژلاتين كمترين ميزان ممكن بود. هم چنين با بررسي آزمون سميت سلولي مشاهده شد كه افزودن نانوالياف كيتين به ماتريس آلژينات-ژلاتين باعث افزايش ميزان تراكم سلولي در نمونه به بالاترين ميزان خود نسبت به گروه كنترل در روز هفتم شده است. . با توجه نتايج به دست آمده از اين پايان نامه، مي توان گفت كه داربست ساخته شده يك سازه مطلوب و كارآمد در مهندسي بافت استخوان تلقي مي شود.

220293

پليمر- فرآورش

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان