اصلاح ساختار پلي‌يورتان وينيل‌دار شده جديد از طريق واكنش تيول- ان براي مهندسي بافت

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي پليمر

دكتري

توسعه بستر‌هاي زيست‌مقلد با قابليت بازسازي بافت ميوكارد پس از سكته قلبي، يكي از چالش‌هاي بنيادين در حوزه مهندسي بافت قلب به‌شمار مي‌رود. پلي‌يورتان به‌واسطه خواص مكانيكي مطلوب، انعطاف‌پذيري ساختاري و زيست‌سازگاري مناسب، به‌عنوان يكي از پليمرهاي پايه در طراحي اين نوع سامانه‌ها مطرح است. در اين پژوهش، به منظور ايجاد امكان اصلاح شيميايي در مرحله پس از پليمريزاسيون، از يك زنجيرافزاي چندمنظوره حاوي گروه‌هاي غيراشباع استفاده شد كه با استفاده از واكنش Baylis-Hillman سنتز گرديد. اين ساختار زمينه را براي انجام واكنش‌هاي اصلاحي كارآمد فراهم ساخت. جهت اعمال اصلاحات پس‌پليمريزاسيون، واكنش تيول– ان به‌كار گرفته شد كه به دليل سرعت بالا، بازدهي مطلوب و عدم توليد محصولات جانبي، انتخاب مناسبي براي اين منظور محسوب مي‌شود. در اين راستا، ژلاتين اصلاح‌شده با تيوبوتيرولاكتون به‌عنوان منبع گروه‌هاي تيول به بخش سخت پلي‌يورتان متصل گرديد. اصلاح بخش‌هاي سخت پلي‌يورتان با ژلاتين، به‌واسطه تعاملات زيستي و ساختاري، پتانسيل ايجاد اثرات هم‌افزايي را داراست و مي‌تواند بستر مناسبي براي توسعه داربست‌هاي پيشرفته با قابليت ترميم مؤثر بافت ميوكارد فراهم آورد. تاييد سنتز موفق زنجيرافزا و تشكيل ساختار بخش سخت پلي‌يورتان با استفاده از روش‌هاي طيف‌سنجي مادون قرمز بازتاب كلي ضعيف‌شده (ATR-FTIR) و رزونانس مغناطيسي هسته (1H NMR) صورت گرفت. ارزيابي‌هاي مكانيكي نشان داد كه فيلم‌هاي بهينه داراي مدول يانگ در محدوده 2/0 تا 45/0 مگاپاسكال هستند. نتايج حاصل از تحليل مكانيكي- ديناميكي (DMTA) نيز بيانگر رفتار الاستومري مطلوب، انعطاف‌پذيري بالا و دماي انتقال شيشه‌اي منفي در نمونه‌ها بود. مطالعه تخريب برون‌تني نشان داد كه نمونه‌هاي حاوي 70 درصد وزني بخش سخت، پس از گذشت يك ماه، كاهش وزني معادل 15 درصد را تجربه كردند. آزمون زاويه تماس نيز نشان داد كه با اضافه شدن ژلاتين( 3% و 6%)، زاويه تماس سطحي از 86 درجه (در نمونه خالص پلي‌يورتان) به ترتيب به 83 و 61 درجه كاهش يافت، كه بيانگر افزايش آب‌دوستي سطح است. نتايج حاصل از آزمون زنده‌ماني سلولي نشان داد كه فيلم‌هاي تهيه‌شده فاقد هرگونه سميت سلولي بوده و زيست‌سازگاري مناسبي از خود نشان دادند. ارزيابي بيان ژن‌هاي اختصاصي قلب از طريق آزمون‌هاي qPCR و ايمونوسيتوشيمي انجام گرفت. نتايج حاكي از آن بود كه بيان ماركرهاي اختصاصي قلبي نظير GATA4، Troponin T، α-SMAو Connexin43 در تمامي نمونه‌ها بالاتر از گروه كنترل بود. مجموعه اين يافته‌ها مؤيد آن است كه بستر طراحي‌شده، به‌واسطه خواص مكانيكي، تخريبي و زيستي مناسب، از پتانسيل بالايي براي كاربرد در مهندسي بافت قلب برخوردار است.

233509

فراورش

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان