پديد آورنده :
يكرنگ، جواد
عنوان :
توليد داربست حلقوي بافت چند لايه و بهينه سازي خصوصيات مكانيكي آن به منظور بازسازي مري
گرايش تحصيلي :
تكنولوژي نساجي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده نساجي
صفحه شمار :
پانزده،138ص.: مصور،جدول،نمودار
استاد راهنما :
داريوش سمناني
استاد مشاور :
سعيد كرباسي
توصيفگر ها :
ويسكو الاستيك , مهندسي بافت , صمغ گيري نخ ابريشم , ماكسول با فنر خطي , نانو الياف تفلون , مدل كلوين , ميكرو-نانو
استاد داور :
مسعود لطيفي، بتول هاشمي بني، لاله قاسمي مباركه
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/08/01
كد ايرانداك :
ID922 دكتري
چكيده فارسي :
چكيده سرطان مري در كشور ايران شيوع فراواني دارد عادات غذايي و رفتاري نامناسب و همچنين شرايط زيستمحيطي خاص ايران باعث شده سرطان مري بعد از سرطان ريه به عنوان دومين سرطان شايع در بين مردم كشور شناخته شود با توجه به اين موضوع انجام پژوهش و تحقيقات در زمينه توسعه داربستي كه بتواند خصوصيات رفتاري و مكانيكي مري را شبيهسازي كند ضروري به نظر ميرسد تحقيقات صورت گرفته تاكنون بيشتر بر روي توسعه استنتهاي فلزي قابل انبساط متمركز بوده و تحقيقات بسيار كمي بر روي قابليت استفاده از داربستهاي منسوجي در اين زمينه انجام شده است در اين رساله تالش بر ساخت ساختاري چندجزئي با تركيب روشهاي الكتروريسي و بافت حلقوي و بهينهسازي خصوصيات مكانيكي و رفتاري مري به عنوان جايگزين براي بافتهاي آسيب ديده مري ميباشد با توجه به ساختار اليهاي مري داربستي چنداليه ساخته شد كه اليههاي مختلف آن عبارتند از اليهي بيروني متشكل از بافت حلقوي بافت از نخهاي ابريشم به عنوان معادل اليهي عضالني و اليهي استحكام دهنده به ساختار غالف مياني متشكل از نانوالياف االستيك پلييورتان به عنوان معادل اليهي زير مخاطي و جهت فراهم كردن رفتار االستيك مري پوشش دروني متشكل از نانوساختار پليتترافلوئورو اتيلن تفلون به منظور ممانعت از بروز نشت مايعات و مواد غذايي به درون ساختار چند جزئي و در نهايت اليهاي بسيار نازك از الياف پلييورتان براي در برگيري الياف تفلون داخلي در هر مرحله از توليد دو اليه از داربست نهايي ساختار بهينه بر اساس مشخصههاي ساختاري و به كمك روش شبكه عصبي مصنوعي و الگوريتم ژنتيك شناسايي شده و به عنوان ساختار مطلوب براي رسيدن به ساختار نهايي در مرحلهي بعد مورد استفاده قرار گرفته شد با توجه به نتايج به دست آمده از روش بهينهسازي به كار گرفته شده ساختار نهايي توليد شد آزمونهاي مكانيكي شامل اندازهگيري استحكام و كرنش تا حد پارگي مدول االستيك در كرنش 12 درصد و رفتار ساختار در برابر بارگذاريهاي متوالي و آزمونهاي مربوط به خصوصيات فيزيكي شامل اندازهگيري زاويهي تماس پويا تخلخل اليهي نانواليافي و رفتار تخريبپذيري در محيطهاي مختلف انجام شد براي بررسي اثر عوامل ساختاري و فرآيندي مختلف بر خصوصيات مكانيكي و فيزيكي قطر و آرايشيافتگي نانوالياف نيز از آزمونهاي آماري تحليل واريانس يك طرفه و آزمون دانكن استفاده شد نتايج تجربي بدست آمده نشان دادند كه ساختار بهينهي به دست آمده خصوصيات مكانيكي بسيار نزديكي به خصوصيات مكانيكي مطلوب و مورد نظر عضو مري دارد ضمن اين كه ساختار چنداليهي توليد شده در اين روش رفتار مناسبي در برابر بارگذاريهاي متوالي از خود نشان ميدهد آزمونهاي مربوط به اندازهگيري زاويهي تماس پويا نيز نشان داد كه با استفاده از الياف تفلون در ساختار چنداليه در مقايسه با حالت عدم استفاده از اين الياف تا 14 درجه زاويهي تماس 121 درجه زاويهي تماس افزايش داشته است زاويهي باالي تماس به دست آمده براي ساختار نهايي بيانگر قابليت ترشوندگي پايين آن و در نتيجه توانايي ساختار براي جلوگيري از نشت به سمت داخل مايعات ميباشد بررسي تخريبپذيري ساختار نهايي در سه محيط خنثي اسيدي و قليايي نيز نشان داد كه محيطهاي قليايي و خنثي تاثير بسيار ماليمي بر تخريبپذيري ساختارها داشتهاند در مقابل تخريب شديد ساختار حلقويبافت ابريشمي تا 15 درصد پس از يك دورهي دو ماهه نشان ميدهد كه با توجه به محيط اسيدي ناشي از برگشت اسيد معده به سمت مري در بيماريهاي مري داربست ساخته شده از قابليت زيستتخريبپذيري مناسبي در محل جايگزين شده برخوردار خواهد بود در نهايت براي بررسي عدم سميت سلولي ساختار داربست مري از آزمون MTS استفاده شد براي اين منظور از سلولهاي بنيادي مزانشيمي در يك دورهي هفت روزه استفاده شد نتايج آزمون MTS نشان دادند كه ميزان رشد سلولها در ظرف كشت و سطح ساختار توليد شده تفاوت معناداري نداشته و رشد سلولها در داربست پس از گذشت هفت روز بيشتر از رشد سلولها در ظرف كشت بوده است تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي تهيه شده از داربستها در روزهاي اول سوم پنجم و هفتم نيز بيانگر افزايش رشد سلولها به مرور زمان ميباشد در قسمت مدلسازي رساله ابتدا مدلهاي رئولوژيكي مختلف براي ساختار حلقويبافت لولهاي مورد بررسي قرار گرفته و نتايج بدست آمده از هر مدل با نتايج تجربي مقايسه شدند بر اساس نتايج بدست آمده از برازش مدلهاي مكانيكي مختلف و نتايج تجربي مدل بهينه براي معرفي ساختار حلقويبافت پودي انتخاب شده و با استخراج روابط رياضي حاكم بر مدل ثابتهاي مدل براي پارچهي لولهاي شكل محاسبه شدند در مرحلهي بعد با افزودن يك عنصر االستيك خطي فنر خطي به مدل اوليه مدل رئولوژيك ساختار پوشش داده شده با نانوالياف كشسان پلييورتان توسعه داده شد نتايج حاصل از مدلسازي با استفاده از عوامل ر
چكيده انگليسي :
Producing the Multi Layer Knitted Prosthesis and Optimizing itsMechanical Properties in order to Substitution with Disordered Esophageal Tissues Javad Yekrang Javad yekrang@tx iut ac ir Date of Submission 21 August 2016 Department of Textile Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranSupervisor Dariush Semnani d semnani@cc iut ac irAdvisor Saeed Karbasi karbasi@med mui ac irDepartment Graduate Program Coordinator Mostafa YousefiAbstractEsophageal cancer is a prevalent disease in Iran Esophagus is a tubular shaped organ that connects themouth and throat to the stomach Treatment of the esophagus disorders is usually performed with substitutionsurgeries However the success rate of these surgeries is approximately 30 40 Today the tissueengineering methods deal novel solutions for treatment of the esophageal diseases with natural and syntheticscaffolds and prostheses such structures should have appropriate mechanical properties to adapt with forcesexerted by food bolus In this study a novel biodegradable multi layer esophageal prosthesis has beenproduced using the natural and synthetic fibers and nanofibers It was assumed that each element in multi layered structure contribute to different mechanical aspects of multi layer esophageal prosthesis The tubularknitted silk fabric substrate of the prosthesis was used to mimic the muscular layer of the esophagus Themuscular layer function is to strengthen the esophageal wall against the exerted pressure from food bolus The silk yarn was selected to knit the tubular fabrics due to its remarkable elasticity 35 mechanicalproperties up to 4 8 GPa and good long term biological features The PU nanofiber was also chosen tomimic the thin elastic tissues in lamina propria and thin elastic fibers in muscularis mucosae submucosa layers of the esophagus The inner layer also consists of polytetrafluoroethylene PTFE nanofibers toprevent from liquid leakage into the prosthesis There is also a thin layer of polyurethane nanofibrous layerto fix the PTFE nanofibers on the multi layer structure Optimization process has been performed in twosteps At first twenty different tubular structures of knitted silk fabrics were produced and mechanicalproperties were measured in both directions The mechanical properties were optimized using artificialneural network ANN and genetic algorithm GA and optimum knitted structure was produced as asubstrate for coating with PU nanofibers In second step twenty different samples were produced byelectrospinning the PU nanofibers at different process conditions collector speed feeding rate on optimizedstructure of the knitted fabric Finally the elastic properties of the bi layered tubular structures weremeasured and optimized by ANN and GA methods The optimized bi layered structure was then coated withPTFE PVA nanofibers of 527 nm diameter Mechanical properties including the ultimate stress and strain the elastic modulus at 40 strain and structure behavior after 50 cycles of loading unloading were measured In addition the physical properties including the dynamic contact angle and degradation behavior of multi layer prosthesis were also investigated Results presented that the optimized multi layer structure of theesophageal prosthesis had proper mechanical properties similar to esophagus The dynamic contact anglewas measured as 140 degrees that represents a highly hydrophobe structure Therefore the developedprosthesis can prevent from leakage of liquids into the structure Most of esophagus disorders are caused bygastroesophageal reflux disease acidic pH 2 and bile flow upward into the esophagus basic pH 8 Suchacidic and basic conditions can affect the degradation of any implemented prosthesis and shall be consideredin degradation studies Therefore three different degradation environments were investigated for esophagealprosthesis Results showed a slow rate of degradation in basic and phosphate buffer saline solutions But acidic condition represented a v
استاد راهنما :
داريوش سمناني
استاد مشاور :
سعيد كرباسي
استاد داور :
مسعود لطيفي، بتول هاشمي بني، لاله قاسمي مباركه
