عنوان

تهیه هیدروژل های نانوکامپوزیتی بر پایه ی ژلاتین/پلی وینیل الکل تقویت شده با نانوهیدروکسی‌آپاتیت و کاربرد آن در مهندسی بافت استخوان

پ۲۸۹۷۳

per

تهیه هیدروژل های نانوکامپوزیتی بر پایه ی ژلاتین/پلی وینیل الکل تقویت شده با نانوهیدروکسی‌آپاتیت و کاربرد آن در مهندسی بافت استخوان

مهسا ملائی

شیمی

۱۴۰۲

۸۷ص.

سی دی

کارشناسی ارشد

نانوشیمی

۱۴۰۲/۰۴/۰۶

بافت استخوان در طول زندگی در یک چرخه ثابت است و قادر به بازسازی خود است؛ با این حال، ترمیم ضایعات بزرگ می تواند چالش‌برانگیز باشد و ممکن است نیاز به جراحی داشته باشد. مهندسی بافت یک جایگزین عملی برای این درمان است. در این پژوهش با تمرکز بر روی توسعه داربست های نانوکامپوزیتی برای کاربردهای مهندسی بافت، سنتز نانوهیدروکسی‌آپاتیت و استخراج موسیلاژ بامیه برای آماده سازی داربست ها با استفاده از ترکیب روش ژلاسیون انجمادی و خشک کردن انجمادی انجام شد. آنالیزهای طیف FTIR و XRD برهمکنش بین اجزای داربست و مواد را ثابت کردند. داربست های به دست‌آمده ساختار متخلخل با استحکام مکانیکی خوب و اندازه منافذ مناسب، حدود 100 تا 200 نانومتر، برای حمایت از مهاجرت سلولی، تکثیر و عروقی شدن را نشان دادند. ﺗﻮﺍﻧﺎﻳﻲ ﺩﺍﺭﺑﺴﺖﻫﺎﻱ ﺗﻬﻴﻪ‌ﺷﺪﻩ ﺩﺭ ﺟﺬﺏ ﺁﺏ ﻧﺸﺎﻥ ﺩﺍﺩ ﻛﻪ ﺣﻀﻮﺭ نانوذره تا 5% ﺑﺎﻋﺚ ﺑﻬﺒﻮﺩ ﺧﺎﺻﻴﺖ ﺟﺬﺏ ﺁﺏ ﺩﺍﺭﺑﺴﺖ ﻣﻲﺷﻮﺩ. ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺑﺎﻻﺗﺮﻳﻦ ﻣﻴﺰﺍﻥ ﭼﮕﺎﻟﻲ ﺑﺮﺍﻱ ﺩﺍﺭﺑﺴﺖ Gel-PVA-Okra/nHA ﻣﺸﺎﻫﺪﻩ‌ﺷﺪ ( g/cm3417/0 ) ﻛﻪ ﺩﺭ ﻧﻬﺎﻳﺖ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﺍﻓﺰﺍﻳﺶ ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﻪ ﺩﺭ ﺧﻮﺍﺹ ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﺩﺍﺭﺑﺴﺖ ﺷد. ﺑﻪ ﻃﻮﺭﻱ ﻛﻪ ﻣﺪﻭﻝ ﺍﻻﺳﺘﻴﻚ ﺩﺍﺭﺑﺴﺖ Gel-PVA-Okra/nHA، ﺍﺯ 5/22 مگاپاسکال ﺑﺮﺍﻱ ﺩﺍﺭﺑﺴﺖ Gel-PVA، ﺑﻪ 85/29 مگاپاسکال ﺍﻓﺰﺍﻳﺶ ﻳﺎﻓﺖ. نتایج حاصل از آنالیز آنتی‌اکسیدانی، حاکی از مهار رادیکال دی فنیل پیكریل هیدرازیل آزاد تا 28/76 %، برای داربست‌های حاوی موسیلاژ بامیه است. همچنین داربست‌های حاوی موسیلاژ، به خصوص همراه با نانوهیدروکسی‌آپاتیت، خواص آنتی‌باکتریایی قابل توجهی را در برابر سویه های باکتری گرم مثبت و گرم منفی نشان دادند. درکل افزودن نانو‌هیدروکسی‌آپاتیت به داربست‌ها باعث بهبود خواص آن‌ها از جمله کاهش سرعت زیست‌تخریب‌پذیری، افزایش خواص آنتی‌باکتریایی، تنظیم مقدار جذب آب، اندازه منافذ و افزایش استحکام مکانیکی شد. بنابراین، داربست‌های نانوکامپوزیتی سنتزشده در این مطالعه پتانسیل قابل توجهی را برای کاربردهای مهندسی بافت نشان می‌دهند و ممکن است جایگزینی مناسب برای درمان جراحی برای بهبود ضایعات استخوانی گسترده باشند.

Abstract: Bone tissue remains in a constant cycle throughout life and is capable of self-regeneration; however, repairing scientific lesions can be challenging and might require surgery. Tissue engineering is an effective replacement for this treatment. In this research, focusing on the development of nanocomposite scaffolds for tissue engineering applications, the synthesis of nanohydroxyapatite and the extraction of okra mucilage for the preparation of scaffolds were accomplished utilizing a combination of freeze-gelation and freeze-drying methods. FTIR and XRD spectrum analysis proved the interaction between scaffold components and materials. The obtained porous structure scaffolds showed good mechanical strength and suitable pore size, about 100-200 nm, to support cell migration, proliferation, and vascularization. The water absorption capability of the produced scaffolds indicated that the presence of nanoparticles up to 5% improves the scaffold's water absorption property. Moreover, the Gel-PVA-Okra/nHA scaffold maintained the highest density (0.417 g/cm3), which caused a significant improvement in the mechanical properties of the scaffold. So the elastic modulus increased from 22.5 MPa for the Gel-PVA scaffold to 29.85 MPa for the Gel-PVA-Okra/nHA scaffold. The results of the antioxidant analysis indicate DPPH free radical scavenging up to 76.28% for scaffolds containing okra mucilage. Also, scaffolds containing mucilage, especially with nanohydroxyapatite, showed significant antibacterial properties against the gram-positive and gram-negative bacteria strains. Overall, the addition of nanohydroxyapatite to scaffolds improved their properties, including reducing the rate of biodegradability, increasing antibacterial properties, adjusting the amount of water absorption, and pore size, and increasing mechanical strength. Therefore, the nanocomposite scaffolds synthesized in this study show significant potential for tissue engineering applications and may be a suitable alternative to surgical treatment for healing extensive bone lesions.

Preparation of Gel/PVA nanocomposite hydrogels enriched with nHA for bone tissue engineering

‏ ملائی،

‏مهسا

تهیه کننده

‏ اولاد،

نفوذی،

علی‏

کتایون ‏

استاد راهنما

استاد مشاور

‏تبریز