شماره راهنما :
1852 دكتري
پديد آورنده :
سلطاني، سمانه
عنوان :
بازسازي عضلات قلب با استفاده از نانو هيبريد هوشمند باريك برش بر پايه آلژينات /گرافن اكسايد
گرايش تحصيلي :
مهندسي پزشكي - بيومتريال
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
ش، 139ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
رحمت الله عمادي، شقايق حق جوي جوانمرد
استاد مشاور :
مهشيد خرازيها، عباس زحمتي
توصيفگر ها :
باريك برش , هيدروژل با پيوند عرضي دوگانه , گرافن اكسيد , مهندسي بافت قلب
استاد داور :
شيدا لباف، مهدي مهديخاني، علي زمانيان
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/10/29
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/10/29
چكيده فارسي :
هدف از اين تحقيق توليد يك هيدروژل جديد نانوهيبريد باريك برش با ژل شدن سريع و خواص مكانيكي و بيولوژيكي متغير، بدون استفاده از آغازگر است. در اين مطالعه هيدروژل نانوهيبريد مبتني بر آلژينات از طريق يك فرآيند اتصال عرضي دو مرحله اي توسعه داده شد. در حالي كه برهمكنش مهمان-ميزبان بين اكسيد گرافن اصلاح شده با آدامانتان (ماكرومر مهمان، Ad-GO) و آلژينات اصلاح شده با بتا سيكلودكسترين (ماكرومر ميزبان، CD-Alg) چينش سريع را براي حفظ مواد در محل تزريق و رفتار باريك برشي براي سهولت تزريق را فراهم كرد. رفتار باريك برشي باعث راحتي تزريق شد و اتصال عرضي يون هاي كلسيم استحكام مكانيكي هيدروژل هاي هيبريدي را افزايش داد. در اين تحقيق خواص رئولوژيكي و مكانيكي هيدروژل‌ها از طريق غلظت ماكرومر و نسبت ماكرومرهاي مهمان، به دليل تلفيق چگالي اتصالات عرضي و ساختار شبكه كنترل شد. به طور قابل توجهي، هيدروژل پيوند عرضي دوگانه 12% (1:2) (12DC2) استحكام فشاري (3/1 برابر) و چقرمگي را نسبت به هيدروژل پيوند عرضي دوگانه 10% (1:4) (10DC4) افزايش داد. علاوه بر اين، در تخريب هيدروژل و زيست سازگاري نيز به پارامترهاي طراحي شده تكيه شد. نكته قابل توجه اينكه، 12DC2 كمتر از 20 درصد كاهش وزن پس از 20 روز انكوباسيون در محلول فيزيولوژيكي و بيش از 200 درصد رشد سلولي پس از 5 روزكشت را نشان داد. علاوه بر اين، پس از دو هفته كشت، سلول هاي بنيادي مزانشيمي موش (rMSCs) محصور شده در هيدروژل هاي Alg-GO نشانگرهاي تروپونين T (TNT) و 4 GATA را بيان كردند. به طور قابل توجهي، هيدروژل هاي 12DC2 نشانگرهاي تمايز rMSCs را افزايش مي دهند (30/1 برابر براي TNT و 21/1 برابر براي 4GATA). در نتيجه، هيدروژل نانوهيبريد آلژينات/گرافن اكسايد مي تواند به عنوان يك هيدروژل تزريقي با حداقل تهاجم براي بازسازي بافت قلب و كاربردهاي زيست پزشكي استفاده شود.
چكيده انگليسي :
The aim of this research is to develop a novel nanohybrid shear-thinning hydrogel with fast gelation, and variable mechanical and biological properties, without using any initiator. We developed a nanohybrid hydrogel based on Alginate (Alg) via a two-step crosslinking process; While the guest-host (GH) interaction between adamantine modified graphene oxide (guest macromere, Ad-GO) and β-cyclodextrin modified Alg (host macromere, CD-Alg) provided the fast reassembly for material preservation at the object site and shear-thinning behavior for comfort of injection, Ca+2 ions crosslinking enhanced the mechanical strength of hybrid hydrogels. We found that the rheological and mechanical properties of hydrogels were controlled via macromere concentrations and the ratio of guest macromeres, due to the modulation of crosslinking density and network structure. Noticeably, 12%(1:2) dual-cross linked hydrogel (2DC12) significantly enhanced compressive strength (1.3-folds) and toughness of 10%(1:4) dual-cross linked hydrogel (4DC10). Furthermore, the hydrogel erosion and cytocompatibility were relied on the designed parameters. Remarkably, 2DC12 showed less than 20% weight loss after 20 days of incubation in physiological solution and more than 200% cell survival after 5 days. Moreover, after two weeks of culture, rat MSCs (rMSCs) encapsulated in Alg-GO hydrogels expressed troponin T (TNT) and GATA4 markers. Noticeably, the 2DC12 hydrogels enhance rMSCs differentiation markers (1.30-times for TNT and 1.21-times for GATA4). In conclusion, the nanohybrid Alg hydrogel could be used as a minimally invasive injectable hydrogel for heart tissue regeneration and biomedical applications.
استاد راهنما :
رحمت الله عمادي، شقايق حق جوي جوانمرد
استاد مشاور :
مهشيد خرازيها، عباس زحمتي
استاد داور :
شيدا لباف، مهدي مهديخاني، علي زمانيان
