ساخت و مشخصه‌يابي غشا ليفي بر پايه ليگنين براي درمان زخم‌هاي ديابتي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد و متالورژي

كارشناسي ارشد

پوست به‌عنوان بزرگ‌ترين اندام بدن، نقش كليدي در حفظ يكپارچگي ساختاري و ايمني بدن ايفا مي‌كند و به‌عنوان سد اوليه، آن را در برابر عوامل فيزيكي، شيميايي و حرارتي محافظت مي‌نمايد. قرار گرفتن مداوم در معرض محيط بيروني، پوست را به يكي از آسيب‌پذيرترين بافت‌هاي بدن تبديل كرده و زمينه را براي بروز آسيب‌هايي نظير سوختگي، زخم‌هاي فيزيكي، واكنش‌هاي التهابي و بيماري‌هاي مزمن فراهم مي‌سازد. از ميان اين عوامل، زخم‌هاي مزمن كه عمدتاً در اثر ابتلا به بيماري‌هايي مانند ديابت ايجاد مي‌شوند، به‌دليل اختلال در فرآيند طبيعي ترميم، به يكي از چالش‌هاي عمده در حوزه پزشكي تبديل شده‌اند. افزايش شيوع جهاني ديابت و پيامدهاي ناشي از آن، نظير تضعيف سيستم ايمني و بروز عفونت‌هاي باكتريايي، روند درمان زخم را به‌شدت كند كرده و احتمال ايجاد زخم‌هاي مزمن و غيرقابل ترميم را افزايش مي‌دهد. اين نوع زخم‌ها نه‌تنها منجر به درد و رنج جسمي و رواني براي بيماران مي‌شوند، بلكه بار اقتصادي سنگيني نيز بر سيستم‌هاي سلامت وارد مي‌كنند. در نتيجه، نياز مبرمي به توسعه راهكارهاي نوين براي درمان مؤثر و تسريع روند بهبود زخم‌هاي ديابتي، به‌ويژه از طريق طراحي پانسمان‌هاي هدفمند و كارآمد، وجود دارد. از ويژگي‌هايي كه يك پانسمان ايده‌آل بايد داشته باشد مي‌توان به ايجاد رطوبت كافي در ناحيه زخم، بالا بودن نرخ انتقال اكسيژن، از بين بردن ترشحات اضافي، حفاظت از زخم در برابر عفونت، قابليت تعويض آسان، زيست سازگار، زيست تخريب پذير، غير سمي و مقرون به صرفه بودن اشاره نمود. اگرچه مطالعات محدودي به بررسي تركيب همزمان اين دو پليمر پرداخته اند، پژوهش‌هاي نويدبخشي نشان داده‌اند كه تركيب فيبروئين ابريشم و ليگنين مي‌تواند اثر هم افزايي قابل توجهي از جمله خواص آنتي باكتريال، آنتي اكسيدان و سلولي مطلوبي در بهبود ويژگي‌هاي زخم پوش‌ها ايجاد نمايد. هدف از اين پژوهش، ساخت و مشخصه‌يابي غشا ليفي بر پايه ليگنين و استفاده از ابريشم به روش الكتروريسي جهت درمان زخم‌هاي ديابتي مي‌باشد. ابتدا فيبروئين ابريشم از پيله‌هاي كرم ابريشم استخراج شد. غشاهاي تهيه‌شده شامل نسبت‌هاي وزني/حجمي مختلف ليگنين به فيبروئين ابريشم (1:5، 1:6، 1:7) و نمونه فيبروئين ابريشم خالص در سه ولتاژ 20، 25 و 30 كيلوولت ساخته شد. براي ارزيابي موفقيت آميز استخراج فيبروئين و مورفولوژي الياف، مشخصه‌يابي آن‌ها با آزمون‌هاي طيف سنجي مادون قرمز و ميكروسكوپي الكتروني روبشي انجام شد. نتايج، تاييد استخراج كامل فيبروئين و ارزيابي مورفولوژي، اليافي يكنواخت، بدون گره و تقليد از ساختار ماتريكس خارج سلولي را در ولتاژ 20 كيلوولت به عنوان ولتاژ بهينه نشان داد. در ادامه، الياف به مدت 30 دقيقه جهت انجام فرايند اتصال عرضي در اتانول 96 درصد به منظور افزايش پايداري فيزيكي و جلوگيري از تخريب سريع غوطه‌ور شد. اثر محتواي ليگنين بر ويژگي‌هاي مكانيكي، تخريب‌پذيري، تورم، زيست‌سازگاري سلولي، خاصيت ضدباكتريايي و خاصيت آنتي‌اكسيداني مورد ارزيابي واقع شد. نسبت 1:6 ليگنين به فيبروئين به‌عنوان نمونه بهينه، در اغلب آزمون‌هاي زيستي و فيزيكي عملكرد مطلوبي ارائه داد. خواص مكانيكي نشان داد كه تركيب 1:6 از تعادل مناسبي ميان استحكام و انعطاف‌پذيري برخوردار است؛ به‌طوري‌كه استحكام كششي 08/0±19/0 مگاپاسكال، مدول يانگ47/6±34/8 مگاپاسكال، كرنش در نقطه شكست59/0±34/2 درصد و چقرمگي 86/ 0±88/1 كيلوژول بر مترمكعب را دارا است. اين نمونه پس از 14 روز تنها 3± 76/18 درصد تخريب در محلول بافر فسفات داشت و توانايي جذب آب بالايي برابر با 8/64± 76/428 درصد از خود نشان داد. همچنين، بيشترين زنده‌ماني سلولي (26/18± 06/221 درصد پس از 7 روز) و چسبندگي سلولي و محيطي مطلوب براي اتصال، تكثير و مهاجرت سلول‌ها، بازدارندگي مناسب در برابر باكتري گرم مثبت و گرم منفي وفعاليت آنتي‌اكسيداني بالا (02/6± 51/70 درصد طي 48 ساعت) را از خود بروز داد. يافته‌هاي اين تحقيق مي‌تواند بستري مناسب براي توسعه پانسمان‌هاي الكتروريسي‌شده جهت كاربرد در درمان زخم‌هاي مزمن به‌ويژه زخم‌هاي ديابتي فراهم سازد.

233386

شناسايي و انتخاب مواد

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان