شماره مدرك :
20769
شماره راهنما :
17855
پديد آورنده :
محققيان، كيانا
عنوان :

سنتز و مشخصه‌يابي هيدروژل كامپوزيتي بر پايه ابريشم/هيالورونيك اسيد حاوي چارچوب فلزي - آلي بارگذاري شده با ملاتونين براي ترميم بافت استخوان

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1404
صفحه شمار :
دوازده، 146ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
ترميم بافت استخوان , هيدروژل , ابريشم تيوله , هيالورونيك اسيد متاكريلات , چارچوب فلزي - آلي , ملاتونين
تاريخ ورود اطلاعات :
1404/09/18
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
دانشكده :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1404/09/19
كد ايرانداك :
23181071
چكيده فارسي :
استخوان به‌عنوان يكي از بافت‌هاي اصلي بدن، نقش مهمي در حفظ ساختار و عملكرد اسكلتي دارد و ترميم ضايعات آن، به‌ويژه در آسيب‌هاي وسيع، همچنان يك چالش اساسي در پزشكي محسوب مي‌شود. ضايعات گسترده استخواني به دليل بازسازي ناقص، التهاب و خطر عفونت، اغلب روند طبيعي ترميم را مختل مي‌كنند. از اين رو، توسعه داربست‌هاي نوين با قابليت زيست‌فعالي، تخريب‌پذيري كنترل‌شده و خواص آنتي‌باكتريال براي تسهيل بازسازي استخوان ضروري است. در اين پژوهش، هيدروژل نانوكامپوزيتي بر پايه ابريشم تيوله‌شده و هيالورونيك اسيد متاكريلات‌شده، حاوي چارچوب‌هاي فلزي–آلي زيست‌فعال (MOF) بارگذاري‌شده با ملاتونين در غلظت‌هاي مختلف (0، 2، 5 و 10 درصد وزني) طراحي و بررسي شد. ابتدا نانوذرات MOF مبتني بر روي با روش هيدروترمال سنتز و با ملاتونين بارگذاري گرديد. مشخصه‌يابي ساختاري و فيزيكوشيميايي نشان داد كه اصلاح MOF با 3,3ʹ-دي‌تيوپروپانوئيك اسيد موجب كاهش اندازه ذرات، بهبود پايداري حرارتي و افزايش ظرفيت بارگذاري ملاتونين گرديد. همچنين اين نانوذرات فعاليت آنتي‌باكتريال قابل توجهي عليه استافيلوكوكوس اورئوس و اشريشيا كلي نشان دادند و در مدل حيواني توانستند بار ميكروبي زخم عفوني را به‌طور مؤثر كاهش دهند. پس از آماده‌سازي ابريشم تيوله‌شده و هيالورونيك اسيد متاكريلات‌شده، اين تركيبات با MOF بارگذاري‌شده تركيب گرديدند تا هيدروژل نانوكامپوزيتي حاصل شود. افزايش غلظت MOF منجر به افزايش زمان ژل شدن گرديد. نمونه حاوي 5 درصد وزني MOF داراي تخلخل مناسب، جذب آب بالا، تخريب‌پذيري كنترل‌شده و پروفايل رهايش تدريجي ملاتونين در طول 14 روز بود. همچنين افزودن MOF موجب بهبود استحكام فشاري هيدروژل‌ها شد و نمونه 5 درصد بيشترين مدول فشاري و پايداري ساختاري را نشان داد. آزمون فعاليت آنتي‌اكسيداني نيز بيانگر توانايي اين هيدروژل در مهار راديكال‌هاي آزاد بود. ارزيابي زيست‌فعالي نشان داد كه هيدروژل‌هاي حاوي MOF موجب افزايش رسوب كلسيم و فسفر شدند كه بيانگر قابليت القاي معدني‌سازي است. مطالعات سلولي روي استئوبلاست‌ها تأييد كرد كه هيدروژل نانوكامپوزيتي، به‌ويژه در غلظت 5 درصد، داراي بالاترين ميزان زنده‌ماني سلولي، چسبندگي و تمايز سلولي است. در مجموع، نتايج اين تحقيق نشان داد كه هيدروژل نانوكامپوزيتي ابريشم تيوله‌شده/هيالورونيك اسيد متاكريلات‌شده حاوي 5 درصد MOF بارگذاري‌شده با ملاتونين، به دليل خواص مكانيكي مناسب، رهايش كنترل‌شده دارو، فعاليت آنتي‌اكسيداني و زيست‌سازگاري مطلوب، به‌عنوان داربست نوين پتانسيل بالايي براي كاربرد در ترميم بافت استخوان دارد.
چكيده انگليسي :
Bone, as one of the main tissues of the body, plays an important role in maintaining skeletal structure an‎d function, an‎d the repair of its lesions, especially in extensive injuries, remains a major challenge in medicine. Extensive bone lesions often disrupt the natural healing process due to incomplete regeneration, inflammation, an‎d the risk of infection. Therefore, the development of novel scaffolds with bioactivity, controlled degradability, an‎d antibacterial properties is essential to facilitate bone regeneration. In this study, nanocomposite hydrogels based on thiolated silk an‎d methacrylated hyaluronic acid, containing bioactive metal–organic frameworks (MOF) loaded with melatonin at different concentrations (0, 2, 5, an‎d 10 wt%) were designed an‎d investigated. First, zinc-based MOF nanoparticles were synthesized by hydrothermal method an‎d loaded with melatonin. Structural an‎d physicochemical characterization showed that modification of MOF with 3,3ʹ-dithiopropanoic acid resulted in reduced particle size, improved thermal stability, an‎d increased melatonin loading capacity. These nanoparticles also showed significant antibacterial activity against Staphylococcus aureus an‎d Escherichia coli an‎d were able to effectively reduce the microbial load of infected wounds in an animal model. After preparing thiolated silk an‎d methacrylated hyaluronic acid, these compounds were combined with loaded MOF to obtain nanocomposite hydrogels. Increasing the MOF concentration led to an increase in gelation time. The sample containing 5 wt% MOF had appropriate porosity, high water absorption, controlled degradability, an‎d a gradual melatonin release profile over 14 days. The addition of MOF also improved the compressive strength of the hydrogels, an‎d the 5% sample showed the highest compressive modulus an‎d structural stability. Antioxidant activity test also indicated the ability of this hydrogel to inhibit free radicals. Bioactivity eva‎luation showed that hydrogels containing MOF increased calcium an‎d phosphorus deposition, indicating the ability to induce mineralization. Cellular studies on osteoblasts confirmed that the nanocomposite hydrogel, especially at a concentration of 5%, had the highest cell viability, adhesion, an‎d differentiation. Overall, the results of this study showed that the thiolated silk/methacrylated hyaluronic acid nanocomposite hydrogel containing 5% MOF loaded with melatonin has high potential as a novel scaffold for application in bone tissue repair due to its suitable mechanical properties, controlled drug release, antioxidant activity, an‎d favorable biocompatibility.
استاد راهنما :
مهشيد خرازيهاي اصفهاني
استاد مشاور :
مريم فنائي كهراني
استاد داور :
فاطمه داور , زهرا طالبي مزرعه شاهي
لينک به اين مدرک :

بازگشت