عنوان

سنتز و مطالعه بیوفیزیکی نانوداربست سه بعدی از هیدروژل کیتوزان حاوی عصاره میخک به عنوان بستر سه بعدی ماکروساختار برای کشت بافت

پ۲۷۷۲۹

per

سنتز و مطالعه بیوفیزیکی نانوداربست سه بعدی از هیدروژل کیتوزان حاوی عصاره میخک به عنوان بستر سه بعدی ماکروساختار برای کشت بافت

فاطمه کاظم دخت

علوم طبیعی

۱۴۰۱

۷۷ص.

سی دی

کارشناسی ارشد

علوم جانوری بیوفیزیک

۱۴۰۱/۰۶/۳۰

هیدروژل‌ها به دلیل دارا بودن خواصی همچون پایداری مکانیکی با وجود جذب آب بالا، انعطاف پذیری و سهولت شکل پذیری و همینطور کارایی بالا در کشت سلول، کاربرد‌های زیادی در زمینه مهندسی بافت پیدا کرده‌اند. در این پایان نامه برای تهیه هیدروژل‌ها، از پلیمر طبیعی کیتوزان به منظور چسبندگی و رشد سلول و برای تأمین استحکام نانوداربست‌ها از نانوالیاف پلی کاپرولاکتون استفاده شده است. مطالعات نشان می دهند که سلول‌ها در نانوداربست‌های محتوی هیدروژل کیتوزان در مقایسه با داربست‌هایی که به تنهایی از پلی کاپرولاکتون ساخته شده اند چسبندگی و انتشار وسیع‌تری دارند. به منظور سنتز نانوداربست‌های سه بعدی با بستر نانوالیاف مقاوم با هدف به کارگیری در کشت بافت، ابتدا هیدروژل‌کیتوزان‌ ‌3‌‌‌ ‌درصد وزنی حجمی با درصد‌‌های 0، 1، 5، 15 و 30 از عصاره‌ میخک تهیه شده و پس از اطمینان از نظر تخلخل و ساختار فیزیکی در سطح نانوالیاف پلیمری پلی کاپرولاکتون که تحت فرآیند الکتروریسی تهیه شده است، گسترده می‌‌شوند. نانوالیاف پلی کاپرولاکتون می‌تواند شبیه ساز ماتریکس خارج سلولی باشد اما آب دوستی ضعیف آن باعث کاهش چسبندگی، مهاجرت، تکثیر و تمایز سلولی می شود. از این رو ترکیب آن با پلیمر طبیعی کیتوزان روشی است که برای بهبود چسبندگی سلول استفاده شده است. در ساختار نانوداربست‌های سه بعدی از هیدروژل_نانوالیاف که دارای تخلخل مناسب برای نفوذ سلول‌ها و قدرت مکانیکی‌اند، از عصاره‌ی گیاه میخک به منظور تسریع پروسه‌ی بازسازی بافت با توجه به خواص ضدمیکروبی عصاره میخک استفاده شده است. برای انجام آزمایش های سلولی، رده سلولی فیبروبلاست نرمال(HFF2) بر روی نانوداربست‌ها کشت داده شد. اتصال سلولی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و زنده‌مانی سلولی به روش آزمون MTT مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر میکروسکوپ الکترونی افزایش رشد و گسترش سلولی در نانوداربست‌ها را با افزودن 5 درصد عصاره میخک و کاهش گسترش سلولی در غلظت‌های بالاتر را نشان می‌دهد. همچنین با توجه به نتایج حاصل از آزمون MTT زنده‌مانی حداکثری سلول ها در مجاورت نانوداربست های حاوی 5 درصد عصاره در کشت 72 ساعته و سپس کاهش زنده مانی در غلظت های بالاتر، اهمیت نانوداربست هیدروژل-نانوالیاف حاوی 5 درصد عصاره میخک به عنوان ساختار مناسب برای شبیه سازی ماتریکس خارج سلولی را نشان می‌دهد.

Hydrogels have found many applications in the field of tissue engineering due to their properties such as mechanical stability despite high water absorption, flexibility, ease of molding and high efficiency in cell culture. In this thesis, for the preparation of hydrogels, the natural polymer chitosan has been used for cell adhesion and growth, and polycaprolactone nanofibers have been used to ensure the strength of nanoscaffolds. Studies show that cells in nanoscaffolds containing chitosan hydrogel have greater adhesion and diffusion compared to scaffolds made of polycaprolactone alone. In order to synthesize three-dimensional nanoscaffolds with a resistant nanofiber substrate with the aim of using them in tissue culture, first chitosan hydrogel of 3% by weight and volume with 0, 1, 5, 15 and 30% of clove extract was prepared and after ensuring the porosity and physical structure They spread on the surface of polycaprolactone polymer nanofibers prepared by electrospinning process. Polycaprolactone nanofiber can mimic the extracellular matrix, but its weak hydrophilicity reduces cell adhesion, migration, proliferation, and differentiation. Therefore, combining it with natural chitosan polymer is a method that has been used to improve cell adhesion. In the structure of three-dimensional nanoscaffolds, hydrogel-nanofibers, which have suitable porosity for cell penetration and mechanical strength, clove plant extract has been used in order to accelerate the process of tissue regeneration due to the antimicrobial properties of clove extract. To perform cell experiments, the normal fibroblast cell line (HFF2) was cultured on nanoscaffolds. Cell attachment was evaluated by scanning electron microscopy and cell viability by MTT test method. Electron microscope images show an increase in cell growth and expansion in nanoscaffolds with the addition of 5% clove extract and a decrease in cell expansion at higher concentrations. Also, according to the results of the MTT test, the maximum cell viability in the vicinity of nanoscaffolds containing 5% extract in 72-hour culture and then the decrease in viability at higher concentrations, shows the importance of hydrogel-nanofiber nanoscaffold containing 5% clove extract as a suitable structure for extracellular matrix simulation

Synthesis and biophysical study of chitosan hydrogel based nanoscaffold containing extract of clove (Syzygium aromaticum) as a 3D tissue culture macrostructure

کاظم دخت،

‏‏فاطمه

تهیه کننده

‏‏برزگر،

حقی،

حاتمی نعمتی،

ابوالفضل

مهدی

حمیرا

استاد راهنما

استاد راهنما

استاد مشاور