عنوان
سنتز و مشخصه‌يابي هيدروژل كامپوزيتي بر پايه ابريشم/هيالورونيك اسيد حاوي چارچوب فلزي - آلي بارگذاري شده با ملاتونين براي ترميم بافت استخوان
نويسنده اصلي
محققيان، كيانا
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي مواد
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
استخوان به‌عنوان يكي از بافت‌هاي اصلي بدن، نقش مهمي در حفظ ساختار و عملكرد اسكلتي دارد و ترميم ضايعات آن، به‌ويژه در آسيب‌هاي وسيع، همچنان يك چالش اساسي در پزشكي محسوب مي‌شود. ضايعات گسترده استخواني به دليل بازسازي ناقص، التهاب و خطر عفونت، اغلب روند طبيعي ترميم را مختل مي‌كنند. از اين رو، توسعه داربست‌هاي نوين با قابليت زيست‌فعالي، تخريب‌پذيري كنترل‌شده و خواص آنتي‌باكتريال براي تسهيل بازسازي استخوان ضروري است. در اين پژوهش، هيدروژل نانوكامپوزيتي بر پايه ابريشم تيوله‌شده و هيالورونيك اسيد متاكريلات‌شده، حاوي چارچوب‌هاي فلزي–آلي زيست‌فعال (MOF) بارگذاري‌شده با ملاتونين در غلظت‌هاي مختلف (0، 2، 5 و 10 درصد وزني) طراحي و بررسي شد. ابتدا نانوذرات MOF مبتني بر روي با روش هيدروترمال سنتز و با ملاتونين بارگذاري گرديد. مشخصه‌يابي ساختاري و فيزيكوشيميايي نشان داد كه اصلاح MOF با 3,3ʹ-دي‌تيوپروپانوئيك اسيد موجب كاهش اندازه ذرات، بهبود پايداري حرارتي و افزايش ظرفيت بارگذاري ملاتونين گرديد. همچنين اين نانوذرات فعاليت آنتي‌باكتريال قابل توجهي عليه استافيلوكوكوس اورئوس و اشريشيا كلي نشان دادند و در مدل حيواني توانستند بار ميكروبي زخم عفوني را به‌طور مؤثر كاهش دهند. پس از آماده‌سازي ابريشم تيوله‌شده و هيالورونيك اسيد متاكريلات‌شده، اين تركيبات با MOF بارگذاري‌شده تركيب گرديدند تا هيدروژل نانوكامپوزيتي حاصل شود. افزايش غلظت MOF منجر به افزايش زمان ژل شدن گرديد. نمونه حاوي 5 درصد وزني MOF داراي تخلخل مناسب، جذب آب بالا، تخريب‌پذيري كنترل‌شده و پروفايل رهايش تدريجي ملاتونين در طول 14 روز بود. همچنين افزودن MOF موجب بهبود استحكام فشاري هيدروژل‌ها شد و نمونه 5 درصد بيشترين مدول فشاري و پايداري ساختاري را نشان داد. آزمون فعاليت آنتي‌اكسيداني نيز بيانگر توانايي اين هيدروژل در مهار راديكال‌هاي آزاد بود. ارزيابي زيست‌فعالي نشان داد كه هيدروژل‌هاي حاوي MOF موجب افزايش رسوب كلسيم و فسفر شدند كه بيانگر قابليت القاي معدني‌سازي است. مطالعات سلولي روي استئوبلاست‌ها تأييد كرد كه هيدروژل نانوكامپوزيتي، به‌ويژه در غلظت 5 درصد، داراي بالاترين ميزان زنده‌ماني سلولي، چسبندگي و تمايز سلولي است. در مجموع، نتايج اين تحقيق نشان داد كه هيدروژل نانوكامپوزيتي ابريشم تيوله‌شده/هيالورونيك اسيد متاكريلات‌شده حاوي 5 درصد MOF بارگذاري‌شده با ملاتونين، به دليل خواص مكانيكي مناسب، رهايش كنترل‌شده دارو، فعاليت آنتي‌اكسيداني و زيست‌سازگاري مطلوب، به‌عنوان داربست نوين پتانسيل بالايي براي كاربرد در ترميم بافت استخوان دارد.
شماره ركورد
236372
گرايش رشته تحصيلي
شناسايي و انتخاب مواد
دانشكده
مهندسي مواد
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان