تهیه و مشخصه یابی داربست متشکل از کلاژن /بتا تری کلسیم فسفات /کیتوسان برای استفاده در مهندسی بافت استخوان
[پایاننامه]
Preparation and characterization of -Tricalcium phosphate/chitosan/collagen scaffold for bone tissue engineering applications
/امین نریمانی
: مهندسی شیمی
، ۱۳۹۷
۸۶ص.
:
زبان: فارسی
زبان چکیده: فارسی
چاپی - الکترونیکی
مصور، جدول، نمودار
کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی- بیوتکنولوژی
۱۳۹۷/۱۲/۰۱
صنعتی سهند
کلاژن به عنوان بیوپلیمری که قسمت اعظم بافت های بدن را تشکیل می دهد یکی از مهم ترین مواد جهت تهیه داربست در مهندسی بافت استخوان به کار می رود .استفاده از بتا تری کلسیم فسفات به عنوان منبع کلسیم و فسفردر کنار کلاژن که قسمت های اصلی بافت استخوانی را تشکیل می دهند می تواند روند استخوان سازی را بهبود بخشد .جهت بهینه تر کردن این پروسه استفاده از کیتوسان به جهت شباهت طبیعی این پلیمر با گلیکوزآمین گلیکان که از مهمترین بخشهای ماتریس خارج سلولی است، سبب گشته که کیتوسان در چند سال اخیر به عنوان داربست مهندسی بافت استفاده وسیعی داشته باشد .در این پروژه داربست بافت استخوانی متشکل از مواد کلاژن، بتا تری کلسیم فسفات و کیتوسان تهیه گردید .مشخصات فیزیکی اعم از تورم، تخریب، مقاومت مکانیکی بررسی شده و موفولوژی سطح داربست به روش SEM مشاهده گردید .نتایج حاصل نشان می دهد با افزودن کیتوسان به داربست ها تورم آنها در نسبت وزنی ۵ درصد کیتوسان، ۵/۹۵، در نسبت وزنی ۱۰ درصد، ۶/۱۳ و در نسبت وزنی ۱۵ درصد به ۸/۵ برابر وزن اولیه خود رسید، در حالی که در حالت بدون کیتوسان میزان تورم کمتر بود .میزان تخریب داربست ها نیز با وجود کیتوسان کمتر شده و بیشترین تخریب در این حالت طی ۱۵ روز برابر با ۲۳ درصد بود .این در حالی است میزان تخریب داربست فاقد کیتوسان در بیشترین حالت برابر با ۳۸ درصد بوده است .همچنین با افزودن کیتوسان مدول یانگ داربست ها کاهش پیدا کرده بود که این می تواند به علت افزایش تخلخل و اندازه حفرات باشد که در بررسی نتایج حاصل از تصاویر SEM می توان به این نتیجه رسید .در قسمت آخر پروژه به بررسی رشد سلولی به روش MTT پرداخته شد که نتایج حاصل از کشت سلول ها روی داربست در طول ۷ روز نتیجه حاصل شده حاکی از آن است که میزان رشد سلول ها در داربست حاوی کیتوسان به طور معنی داری نزدیک ۱/۶ برابر بیشتر از داربست بدون کیتوسان بود .نتایج حاصل از پروژه نشان می دهد، می توان جهت بهبود شرایط فیزیکی و مکانیکی داربست ها و همچنین از لحاظ بیولوژیکی بستر مناسبی برای رشد سلول ها، از کیتوسان به عنوان یکی از پلی ساکارید های طبیعی استفاده کرد .
Collagen as a biopolymer which constitutes a big part of body tissues, is the most important substances for creating scaffolds in tissue engineering applications. Using -Tricalcium Phosphate (-TCP) as a source of calcium phosphate and collagen which build up the main parts of the bone tissues of body, can improve the process of creating the bone. Because of the natural resemblance between Chitosan and Glycosaminoglycan which is one of the most important parts of extra cellular matrix, we can use chitosan for optimization of the process. This is why chitosan has been used as the bone tissue engineering scaffolds in recent years. In this project, bone tissue scaffold consists of collagen- -TCP and chitosan. The physical characteristics like swelling, degradation, compression test are surveyed and the morphology of the surface of the scaffold is observed through SEM images. The results show that with adding up chitosan to the scaffolds, their swelling rate with 5 wt collagen was 5.95, 10 wt was 6.13 and 15 wt was 8.5 times higher than its initial weight. The amount of degradation of the scaffolds also decreased with chitosan and the highest amount of degradation in this state within 15 days, was 23 . This is where the highest amount of degradation of the scaffolds without chitosan was 38 . Also Young's modulus of the scaffolds decreased with adding up chitosan which can be because of the increasing of porosity and the pore size. We can come to the conclusion with checking the result of SEM pictures. In the last part of project, cell growth was checked through MTT method. The result of the culture of the cells on the scaffolds within 7 days showed that the growth of the cells on the scaffolds consisting chitosan was meaningfully about 16 times more than the cells in the scaffolds without chitosan. Initial cell density was 75000 cells for one scaffold. The results of this project show that we can use chitosan as one of the natural polysaccharides for optimization of physical and mechanical conditions of the scaffolds.
ba
Preparation and characterization of -Tricalcium phosphate/chitosan/collagen scaffold for bone tissue engineering applications