توصيفگر ها :
جراحي قلب , چسب زيستي , ژلاتين تيوله , مايع يوني زيستي بر پايه كولين , تانيك اسيد
چكيده فارسي :
چكيده
نارسايي قلبي همچنان يك عامل عمده مرگ و ميردر سراسر جهان است. بيماريهاي قلبي و عروقي عامل تقريباً يك سوم مرگ و ميرها در سراسر
جهان است. در ميان بيماريهاي قلبي عروقي، بزرگترين علت مرگ و مير، بيماري سكته قلبي است. ركن اصلي هر جراحي قلب، باز شدن محل
جراحي به منظور دسترسي به عضو بيمار و در نتيجه زخم و خونريزي در موضع مورد نظر است. چالشهاي موجود در روشهاي سنتي بستن زخم
مانند بخيه زدن، منجر به توسعه مواد جايگزين بخيه مانند چسبها شده است. هدف از پژوهش حاضر ساخت و مشخصهيابي هيدروژل تزريقپذير
چسبنده و هادي جريان الكتريكي براي بازسازي بافت ماهيچه قلب ميباشد. همچنين، غلظت ژالتين)150،70 ميليگرم بر ميليليتر(، ژالتين تيول
دار)70 ميليگرم بر ميليليتر(، تانيك اسيد)7 ،20 ،70 ميليگرم بر ميليليتر(، سديم پريدات)3/11 ،8/16ميليگرم بر ميليليتر( و آهنكلريد)7/1 ،
8/4 ميليگرم بر ميليليتر( جهت رسيدن به خواص بهينه مورد بررسي قرار ميگيرد. در اين راستا ابتدا هيدروژلهاي چسبنده ژالتين- تانيك اسيد با
غلظتهاي مختلفي از تانيك اسيد، سديم پريدات و آهنكلريد ساخته و مشخصهيابي شدند. سپس غلظت و گروه عاملي ژالتين در نمونهي بهينه
انتخاب شده را تغيير داديم و پس از آن غلظتهاي مختلفي از مايع يوني زيستي را جهت انتخاب نمونهي بهينه مورد بررسي قرار داديم. براي انتخاب
نمونهي بهينه در هر مرحله از تستهاي متفاوتي مانند آزمونهاي ميكروسكوپي الكتروني روبشي جهت ارزيابي مورفولوژي هيدروژلها استفاده
شد. به عالوه، از آزمونهاي پراش پرتوايكس، طيف سنجي مادون قرمز با تبديل فوريه و آزمون رزونانس مغناطيسي هسته جهت ارزيابي خواص
پيشمادههاي سنتزشده و هيدروژل چسبنده استفاده شد. در ادامه، قابليت تورم و نرخ تخريب هيدروژلها ارزيابي شد. خواص مكانيكي فشاري و
فشاري دورهاي هيدروژلها مورد بررسي قرار گرفت. عالوه بر اين، قابليت چسبندگي هيدروژلها به بافت طبيعي، توانايي و مدت زمان لخته-
سازي خون و خواص رئولوژيكي در آنها نيز ارزيابي شد. در پايان برهمكنش هيدروژلها با سلولهاي كارديوميوبالست و خواص آنتيباكتريال
مورد ارزيابي قرارگرفت. نتايج نشان داد كه هيدروژل چسبنده ژالتين/ ژالتين تيولدار- تانيك اسيد- مايع يوني زيستي با ايجاد اتصاالت
كوواالنسي افزايش مايكل)بين گروه تيول و آمين با كينون تانيك اسيد( و برهمكنش بازي شيف )بين گروه آمين و كينون تانيك اسيد(، پيوندهاي
هيدروژني)بين گروه تيول و آمين با ساختار فنول(، يوني)بين يونهاي مثبت آمين و آهن با يونهاي منفي تيول و فنول تانيك اسيد( و كمپلكسهاي
فلزي)بين يون آهن با گروه آمين، تيول وفنول( شكل گرفت. ميتوان گفت افزودن ژالتين تيولدار و مايع يوني زيستي با ايجاد اتصاالت ذكر شده
منجر به كنترل قابل توجه خواص فيزيكي، مكانيكي و زيستي آن شد. نتايج نشان داد كه حضور ژالتين اصالح شده باعث بهبود خواص
برگشتپذيري هيدروژل، قدرت چسبندگي باالتر به بافت و افزايش قدرت لختهسازي خون شد. دراين راستا حضور ژالتين تيولدار در زمينه
سبب كاهش قابل توجه زمان لختهسازي خون از 5 دقيقه به 3 دقيقه شد، همچنين افزودن 40 ميليگرم بر ميليليتر مايع يوني زيستي باعث افزايش
استحكام چسبندگي از 5 ± 270 كيلوپاسكال به20 ± 341 كيلوپاسكال شد. و آزمونهاي انجام شده تاييد كرد كه هيدروژلهاي چسبنده ژالتين/
ژالتين تيولدار- تانيك اسيد هيچگونه پاسخ سميتي در برابر سلولهاي كارديوميوبالست نداشته و سبب بهبود قابل توجه رشد و تكثير سلولهاي
كارديوميوبالست شدند. همچنين نتايج حاصل از آزمون آنتيباكتريال نيز نشان ميدهد نمونهي حاوي 20 ميليگرم بر ميليليتر مايع يوني زيستي
باعث افزايش قابل توجه قطر هالهي عدم رشد ميشود.
چكيده انگليسي :
abstract
Heart failure remains a major cause of death worldwide. Cardiovascular diseases are the cause of almost one third of deaths
worldwide. Among cardiovascular diseases, the biggest cause of death is heart attack. The main pillar of any heart surgery is the
opening of the surgical site in order to access the patient's organ, resulting in wounding and bleeding in the desired position. The
challenges in traditional wound closure methods such as suturing have led to the development of suture replacement materials
such as adhesives. The aim of the current research is to make and characterize the adhesive injectable hydrogel and electric
current conductor for cardiac muscle tissue regeneration. Also, the concentration of gelatin (70, 150 mg/ml), thiolated gelatin (70
mg/ml), tannic acid (7, 20, 70 mg/ml), sodium Peridate (11.3, 16.8 mg/ml) and iron chloride (1.7, 4.8 mg/ml) are investigated to
achieve optimal properties. In this regard, gelatin-tannic acid hydrogels with different concentrations of tannic acid, sodium
peridate and iron chloride were made and characterized. Then we changed the concentration and functional group of gelatin in
the selected optimal sample and after that we examined different concentrations of bio ionic liquid (Bio-ILs) to select the optimal
sample. To select the optimal sample in each step, different tests such as scanning electron microscopic tests were used to
evaluate the morphology of hydrogels. In addition, X ray diffraction tests, Fourier transform infrared spectroscopy and nuclear
magnetic resonance tests were used to evaluate the properties of synthesized precursors and adhesive hydrogel. Next, swelling
ability and degradation rate of hydrogels were evaluated. The compressive and cyclic compressive mechanical properties of
hydrogels were investigated. In addition, the ability of hydrogels to adhere to natural tissue, the ability and duration of blood
clotting, and their rheological properties were also evaluated. At the end, the interaction of hydrogels with cardiomyoblast cells
and antibacterial properties were evaluated. The results showed that gelatin/thiolated gelatin-tannic acid-Bio-ILs by creating
covalent connections of Michael addition (between thiol and amine group with quinone of tannic acid), Schiff base reaction
(between amine group and quinone of tannic acid), hydrogen bonds (between thiol and amine group with phenol structure) ,ionic
bond (between positive amine and Fe charges with negative thiol and phenol charges) and metal complexes (between Fe ions
with amine, thiol and phenol group) was formed. It can be said that the addition of thiolated gelatin and Bio-ILs led to significant
control of its physical, mechanical and biological properties by creating the mentioned connections.The results showed that the
presence of modified gelatin improved the reversibility properties of the hydrogel, higher adhesion strength to the tissue and
increased blood coagulation ability.In this regard, the presence of thiolated gelatin in the hydrogel caused a significant reduction
in blood clotting time from 5 minutes to 3 minutes. Also, adding 40 mg/ml of Bio-ILs increased the adhesion strength from 270 ±
5 kPa to 341 ± 20 kPa. And the performed tests confirmed that gelatin/thiolated-gelatin-tannic acid adhesion hydrogel had no
toxic response against cardiomyoblast cells and significantly improved the growth and proliferation of cardiomyoblast cells. Also
,the results of the antibacterial test also showed that the sample containing 20 mg/ml of Bio-ILs causes a significant increase in
the amount of inhibition zone against bacteria.