۲۰۴۹۲پ
per
تهیه داربست های هیدروژل نانوکامپوزیتی بر پایه پلیمرهای طبیعی و بررسی امکان کاربرد آنها در زیست پزشکی
Preparation and Characterization of Nanocomposite Hydrogel Scaffolds Based on Natural Polymers with Potential Applications in Biomedicine
/رسول رخشائی
: شیمی
، ۱۳۹۶
، راشدی
۱۱۳ص
چاپی - الکترونیکی
دکتری
شیمی پلیمر
۱۳۹۶/۱۱/۱۸
تبریز
تهیه زیست موادی با خواص برتر که نقش فعالی در فرایند ترمیم بافت دارند از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است .هدف از انجام این پروژه ترکیب هیدروژل‌صها ی بر پایه پلیمرهای طبیعی با نانومواد به عنوان سامانه‌صهای دارورسان با خواص ذاتی ضد باکتری جهت دستیابی به خواص برتر است .در بین بیومواد مختلف هیدروژل‌صها بدلیل دارا بودن خواص فیزیکی و شیمیایی شبیه بستر خارج سلولی گزینه بسیار مناسبی جهت کاربردهای زیست پزشکی شامل مهندسی بافت، داربست‌صها و دارورسانی می‌صباشند .هیدروژل‌صها می‌صتوانند چندین برابر وزن خود مایعات را جذب کنند و می‌صتوانند با ایجاد احساس خنکی و حفظ رطوبت زخم به ترمیم سریعتر آن کمک کنند و به همین دلیل در پوشش‌صهای زخم بسیار پرکاربرد هستند .هیدروژل‌صها با دارا بودن گروه‌صهای عاملی اسیدی و بازی می‌صتوانند رفتار تورمی حساس به pH از خود نشان دهند .با استفاده از رفتار حساس به pH می‌صتوان از آنها برای دارورسانی هوشمند استفاده کرد .با ترکیب هیدروژل‌صها با نانوذرات می‌صتوان به خواص هیبریدی و چندگانه دست پیدا کرد .در بخش اول این کار پژوهشی با ترکیب مواد مزومتخلخل سیلیسی۴۱) - (MCMبا هیدروژل کربوکسی متیل سلولوز یک سیستم دارورسانی آهسته رهش و حساس به pH به صورت فیلم تهیه شد .مواد مزومتخلخل سیلیسی بدلیل نداشتن سمیت، دارا بودن حفرات نانومتری و سطح ویژه بسیار زیاد به طور گسترده‌صای به عنوان حامل‌صهای دارورسانی مورد استفاده قرار گرفته‌صاند .برای دستیابی به سیستمی عاری از هرگونه مواد سمی از سیتریک اسید بجای شبکه سازهای متداول سمی مانند اپی کلرو هیدرین استفاده شد .جهت بررسی امکان استفاده از آنها در برخی زمینه‌صهای زیست پزشکی از جمله سیستم‌صهای پیشرفته رهش دارو، به عنوان داربست‌صهای پوششی و همچنین ترمیم زخم، خواص فیزیکی و شیمیایی و همچنین ویژگی‌صهای رهش دارویی و خواص ضدباکتری آنها مورد مطالعه قرار گرفتند .بررسی خواص مذکور نشان دهنده پتانسیل بالای نانوکامپوزیت تهیه شده برای استفاده در پوشش زخم بود .در ادامه‌صی این کار پژوهشی با اضافه کردن مواد ضد باکتری نانوذرات اکسید روی به این سیستم و تثبیت آنها بر روی بستر۴۱ - MCMفیلم‌صهایی با خواص رهش آهسته دارو، حساسیت به pH و خاصیت ضد باکتری به صورت هم زمان حاصل شد .براساس نتایج بدست آمده نانوکامپوزیت۴۱ -MCM- CMC/ZnOمیتواند به عنوان پوش‌صهای زخم نویدبخش با خواص دارورسانی آهسته مورد استفاده قرار گیرد .در بخش سوم داربست هیدروژل نانوکامپوزیتی ژلاتین-کیتوسان تهیه شده و سپس بمنظور دستیابی به خواص ضدباکتری ذاتی و ایجاد خواص دارورسانی در این داربست نانوذرات ZnO به روش سنتز در جا بر روی سطح داربست تهیه شدند .و خواص دارورسانی و ضدباکتری آنها مورد مطالعه قرار گرفت .نانوکامپوزیت داربست‌صهای تهیه شده خواص تورمی، تخریب و ضدمیکروبی بهتری نشان دادند .مطالعات دارورسانی انجام شده توسط داروی مدل ناپروکسن نشان دادند که نانوذرات اکسید روی میتوانند رهایش ناپروکسن را کنترل کنند .یافته‌صصها نشان دادند که این سیستم دارای خواص رهش آهسته دارو و ضدباکتری بوده که نشان دهنده مناسب بودن این سیستم جهت استفاده به عنوان ابزار مهندسی بافت پوست است .در بخش چهارم برای اولین بار نشان داده شد که نقاط کوانتمی گرافنی می‌صتوانند به عنوان شبکه سازهای کربوکسی متیل سلولوز مورد استفاده قرار گیرند .در این بخش فیلم‌صها هیدروژل نانوکامپوزیت‌صهای کربوکسی متیل سلولوز- نقاط کوانتمی گرافنی با خواص فلوئورسانی تهیه شد .بررسی‌صها نشان دادند که این سیستم می‌صتواند بخوبی به عنوان یک سیستم رهایش کنترل شده و حساس به pH برای داروی دوکسوروبیسین بکار رود .همچنین پیشنهاد شد که با استفاده از خواص فلوئورسانی می‌صتوان اقدام به رصد این سیستم حامل دارو در بدن کرد
Designing more effective biomaterials playing an active role in the tissue healing process is in great demand. Hence, combination of hydrogels with nanoparticles as a drug delivery system with inherent antibacterial properties is a promising way to prepare active biomaterials. Among different biomaterials, due to their similar physicochemical properties to extra cellular matrices hydrogels are very attractive choice for biomedical applications such as tissue engineering and drug delivery. Hydrogels could absorb liquids several time of their weight and hence are widely used as wound dressing materials. They could maintain humidity in wound side and cause cooling sense leading to more rapidly healing. Having acidic or basic groups in their chemical structure, hydrogels show pH sensitive properties which make them as smart drug delivery materials. Addition of nanomaterial to hydrogels could result in hybrid and multifunctional properties. In the first section, to reach a pH sensitive and sustained drug delivery system, mesoporous silica material (MCM-41) was combined with carboxymethyl cellulose. Due to biocompatibility, nano-metric pores, and high specific surface area, mesoporous silica materials are very attractive drug carriers. To avoid conventional cytotoxic crosslinkers such as epichloro hydrine, citric acid was used as a biocompatible crosslinker. Physical, chemical, drug delivery and antibacterial properties of the prepared nanocomposite hydrogels films were examined to evaluate applicability of them in several biomedical fields such as advanced drug delivery and skin tissue engineering. The obtained data strongly encourage the use of these nanocomposite hydrogels as wound dressing material. In the second part, to reach simultaneous antibacterial, drug delivery and pH sensitivity, flexible nanocomposite hydrogel films were prepared through stabilization of ZnO nanoparticles on mesoporous silica (ZnO-MCM-41) as a nano drug carrier and combination with carboxymethyl cellulose (CMC) hydrogel. Based on the obtained results the prepared CMC nanocomposite hydrogel containing ZnO impregnated MCM-41, could serve as a kind of promising wound dressing with sustained drug delivery properties. In the section three, chitosan-gelatin/zinc oxide nanocomposite hydrogel scaffolds were prepared by blending chitosan and gelatin and then in situ formation of zinc oxide nanoparticles (nZnO) to reach a scaffold with both inherent antibacterial and drug delivery properties. The nanocomposite scaffolds showed superior swelling, degradation, and antibacterial activity. Moreover, drug delivery studies using naproxen showed nZnO could control naproxen release. The finding strongly recommends the use of the prepared nanocomposite hydrogel scaffold containing nZnO for biomedical applications especially skin tissue engineering with inherent antibacterial and sustained drug delivery properties. In the section four, for the first time citric acid derived graphene quantum dots (GQD) were introduced as a new cross linker for carboxymethyl cellulose hydrogel. The prepared fluorescent CMC/GQD hydrogel nanocomposite film showed great pH sensitive and controlled doxorubicin delivery properties. Results strongly recommended CMC/GQD hydrogel nanocomposite film as trackable drug delivery system
Preparation and Characterization of Nanocomposite Hydrogel Scaffolds Based on Natural Polymers with Potential Applications in Biomedicine
رخشائی، رسول
Rakhshaei, Rasul
نمازی، حسن، استاد راهنما
همیشه کار، حامد، استاد مشاور
پیروزمند، مهتاب، استاد مشاور
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
