ساخت و مشخصه‌يابي چسب هيدروژلي نانوكامپوزيتي كيتوسان-اكسيد قلع قالب مولكولي جهت درمان زخم‌هاي مزمن پوستي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي پزشكي

كارشناسي ارشد

زخم‌هاي مزمن در اثر آسيب‌هاي پوستي و عدم بهبودي به دليل ايجاد عفونت در محيط زخم ايجاد مي‌شوند. از اين‌ جهت، به زخم‌پوش‌هايي نياز است كه علاوه بر محافظت زخم از آسيب‌هاي خارجي، آن را درمان و از بروز عفونت جلوگيري كنند. هدف از اين پژوهش، ساخت زخم‌پوش هيدروژلي با عوامل تسريع‌كننده بهبود زخم و ايجاد خاصيت ضدباكتريايي جهت درمان زخم‌هاي مزمن است. بدين منظور، زخم‌پوش هيدروژلي نانوكامپوزيتي مبتني بر هيدروژل كيتوسان با اتصالات عرضي اكسيد تانيك اسيد (OTA) و نانو‌ذرات اكسيد قلع‌ (SnO2) قالب مولكولي با ساختار هسته - پوسته مورد ارزيابي قرار گرفت. در اين راستا، ابتدا هيدروژل كيتوسان با اتصالات عرضي اكسيد تانيك اسيد و كلريد آهن با غلظت‌هاي مختلف كيتوسان (3، 3/5، 4، 4/5 درصد وزني) ساخته شد و سپس بر اساس خواص چسبندگي، خون‌سازگاري و ساير خواص مرتبط به آن، بهينه‌سازي شد. در ادامه نانوذرات اكسيد قلع با روش هيدروترمال ساخته شد و با استفاده از 3- ‌‌مركاپتوپروپيل‌تري متوكسي سيلان اصلاح شد و روش چاپ مولكولي بر سطح آن انجام شد. پس ‌از آن، هيدروژل نانو‌‌كامپوزيتي حاوي غلظت‌هاي مختلف (2، 5، 7 درصد وزني) از نانو‌ذرات اكسيد قلع قالب مولكولي ساخته و بهينه‌سازي شد. از آزمون‌هاي مختلفي نظير ميكروسكوپي الكتروني روبشي (SEM)، ميكروسكوپي الكتروني عبوري (TEM)، طيف‌سنجي مادون‌قرمز با تبديل فوريه (FTIR) و پراش پرتو ايكس (XRD) جهت مشخصه‌يابي هيدروژل كيتوسان، نانوذرات اكسيد قلع قالب مولكولي و هيدروژل نانو‌‌كامپوزيتي استفاده شد. همچنين قابليت تورم، نرخ تخريب، خواص مكانيكي فشاري و خواص رئولوژيكي هيدروژل‌ها ارزيابي شد. علاوه بر اين، خواص چسبندگي به بافت طبيعي و شيشه، توانايي و مدت ‌زمان لخته‌شدن خون و رفتار ضدباكتريايي در آن‌ها نيز ارزيابي شد. ميزان جذب دارو در دماهاي مختلف در نانو‌ذرات اكسيد قلع قالب مولكولي و رهايش دارو از هيدروژل نانو‌‌كامپوزيتي با انجام آزمون طيف‌سنجي ماوراء‌ بنفش - مرئي اندازه‌گيري شد. در پايان برهمكنش هيدروژل‌ها با سلول‌هاي فيبروبلاست مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان‌دهنده اين بود كه هيدروژل‌هاي كيتوسان با اتصالات عرضي اكسيد تانيك اسيد و كلريد آهن، از طريق ايجاد پيوندهاي شيف باز، پيوندهاي هيدروژني و پيوندهاي هماهنگي فلزي ايجاد شدند. افزودن نانو‌ذرات اكسيد قلع قالب مولكولي با ايجاد برهمكنش‌هاي هيدروژني با زنجيره پليمري منجر به كنترل قابل‌توجه خواص فيزيكي، مكانيكي و زيستي هيدروژل شد. نتايج نشان داد كه افزايش غلظت كيتوسان سبب افزايش اتصالات عرضي، كاهش تورم مي‌شود و افزايش استحكام فشاري از 106 به 168 كيلوپاسكال را به همراه دارد. همچنين، با افزايش غلظت كيتوسان، استحكام چسبندگي هيدروژل افزايش يافت و در نمونه 3/5 درصد وزني كيتوسان به 83 كيلوپاسكال رسيد. در بين هيدروژل‌هاي كيتوسان، افزايش غلظت تا 3/5 درصد وزني سبب كاهش زمان لخته‌شدن خون (كمتر از 2 دقيقه) شد. علاوه بر اين، فعاليت ضدباكتريايي هيدروژل‌ها با افزايش غلظت كيتوسان افزايش يافت. به ‌اين‌ ترتيب نمونه حاوي 3/5 درصد كيتوسان به‌عنوان نمونه بهينه انتخاب شد و در ساخت هيدروژل نانو‌‌كامپوزيتي مورد استفاده قرار گرفت. نتايج نشان داد، حضور نانو‌ذرات اكسيد قلع قالب مولكولي با غلظت‌هاي مختلف سبب افزايش پايداري و كاهش نرخ تخريب هيدروژل‌ها و افزايش استحكام فشاري شد. افزودن 5 درصد وزني از نانو‌ذرات باعث شد كه استحكام فشاري هيدروژل از 124 به 256 كيلو‌پاسكال افزايش يابد. علاوه بر اين، افزودن نانو‌ذرات اكسيد قلع قالب مولكولي موجب بهبود خواص رئولوژيكي، پايداري ، قدرت چسبندگي به بافت و خواص ضدباكتريايي شد. در اين راستا، افزودن 7 درصد وزني از نانو‌ذرات اكسيد قلع قالب مولكولي باعث افزايش استحكام چسبندگي به بافت از 77 به 103 كيلو‌پاسكال شد. همچنين خاصيت ضدباكتريايي هيدروژل نيز تا 2/25 برابر افزايش يافت...

226364

بيومواد

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان