ساخت و مشخصه يابي هيدروژل چاپ پذير بر پايه ژلما/ آلژينات و تقويت شده با نانوذرات ابر پارامغناطيسي اكسيد آهن با قابليت رديابي توسط تصوير برداري رزونانس مغناطيسي جهت كاربرد در مهندسي بافت غضروف

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي پليمر

كارشناسي ارشد

ژلاتين متاكريلوئيل (ژلما) و آلژينات از پركاربرد ترين زيست مواد جهت كاربرد در مهندسي بافت غضروف و به عنوان جوهر در چاپ سه بعدي هستند. آلژينات يك زيست پليمر طبيعي است و داراي توانايي ژل شدن سريع، زيست سازگاري بالا و خاصيت نازك برشي است اما داراي معايبي مانند نرخ تخريب كند، پايداري مكانيكي پايين و چسبندگي سلولي ضعيفي نيز مي‌باشد. ژلاتين متاكريلوئيل يا ژلما پليمري نيمه سنتزي و محصول اصلاح زنجيره هاي ژلاتين توسط متاكريليك انيدريد است كه توانايي تشكيل اتصالات عرضي و ژل شدن در معرض تابش نور را دارد و داراي چسبندگي سلولي مطلوبي است ولي خواص مكانيكي پاييني دارد. جهت تعديل محدويت هاي بيان شده ساخت هيدروژل تزريق پذير، در اين پژوهش از تركيب ژلاتين متاكريلوئيل وآلژينات به صورت ساختار شبكه هاي دوگانه در هم نفوذ كرده (IPN) و تقويت شده با نانو ذرات ابرپارامغناطيسي اكسيدآهن (Fe3O4) با پوشش پلي وينيل پيروليدون (PVP) انجام شد. نانوذرات اكسيدآهن داراي ويژگي هاي قابل توجهي در كاربرد هاي مهندسي بافت خصوصاً مهندسي بافت غضروف به دليل ايجاد امكان تصويربرداري غير تهاجمي رزونانس مغناطيسي هسته (MRI) به عنوان عامل ايجاد تضاد، برچسب گذاري سلولي ، خاصيت ضد باكتريايي، گرما افزايي مغناطيسي و قابليت توسعه روش هاي نوين فيزيوتراپي مانند مغناطيس درماني مي‌باشد. در اين پژوهش اثر افزودن درصد هاي مختلف نانوذرات (5/0و75/0و1) بر خواص هيدروژل ژلما/آلژينات بررسي شد. افزودن% 75/0 نانوذرات ابر پارامغناطيسي اكسيد آهن سبب بهبود استحكام فشاري، چقرمگي و مدول فشاري شد. نرخ تخريب و تورم هيدروژل ها پس از 14 روز به علت كاهش قطر منافذ در اثر افزودن نانو ذرات كاهش يافت. هيدروژل هاي حاوي نانو ذرات اكسيدآهن خاصيت نازك برشي نشان دادند و زنده ماني سلول هاي فيبروبلاست در هيدروژل نانو كامپوزيتي ژلما-آلژينات حاوي% 75/0 وزني نانوذرات اكسيدآهن به مدت 3 روز %3/92 گزارش شد، حضور نانوذرات در بستر هيدروژل بر زنده ماني سلولي اثر قابل توجهي نداشت، با اين حال نتايج آزمون رشد و چسبندگي سلولي كه در آن نمونه هيدروژل نانوكامپوزيت تحت اثر ميدان مغناطيسي قرار گرفته بود، بهبود رشد و چسبندگي سلول هاي فيبروبلاست را در نمونه هيدروژل نانوكامپوزيت نسبت به نمونه فاقد نانوذرات نشان داد. نمونه ژلما-آلژينات حاوي% 75/0 وزني نانوذرات اكسيدآهن تزريق و توسط چاپگر سه بعدي چاپ شد و نتايج بدست آمده نشان داد كه هيدروژل نانو كامپوزيتي ژلما/ آلژينات/ Fe3O4 مي تواندگزينه مناسبي جهت كاربرد به عنوان جوهر در فناوري چاپ سه بعدي جهت كاربرد در مهندسي بافت غضروف باشد.

223357

فراورش

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان