توصيفگر ها :
پلي وينيل پيروليدون(PVP) , پوستۀ داخلي تخم مرغ (ESM) , اكسيدگرافن (GO) , مهندسي بافت , موش
چكيده فارسي :
يكي از بهترين روش‌ها براي جلوگيري از عفونت زخم و تسريع در ترميم زخم، پانسمان زخم بر اساس داربست‌هاي نانو الياف پليمري است، كه عملكرد ضد ميكروبي قابل قبول با قابليت‌هاي مناسب بازسازي پوست دارد. هدف از اين پژوهش، ساخت داربست نانوكامپوزيت پلي وينيل پيروليدون ,(PVP) كلاژن پوستۀ تخم مرغ (ESM) و اكسيدگرافن (GO) اصلاح شده به روش شيميايي، بر بهبود عملكرد ترميم زخم است. بدين منظور، بهينه‌سازي داربست پلي وينيل پيروليدون وكلاژن پوستۀ تخم مرغ با نسبت‌هاي متفاوت (100و70، 50، 30، 0) درصد وزني با استفاده از فرايند الكتروريسي ساخته و مشخصه يابي شد. همچنين، اثر افزودن درصدهاي وزني بهينه نانوكامپوزيت 70% پلي وينيل پيروليدون و30% كلاژن پوستۀ تخم مرغ بر تغييرات مورفولوژي، خواص مكانيكي، شيميايي، تخريب‌پذيري و زيستي بر روي مقادير مختلف ذرات اكسيدگرافن (GO) اصلاح شده (5/0 تا 2 ) درصد وزني به روش الكتروريسي، مورد ارزيابي قرار گرفت. در انجام تست بر روي موش صحرايي نر نژاد ويستار، در دو گروه، ابتدا 20 سرموش (2 گروه 10 تايي) با ضماد نانوكامپوزيت PVP-%30ESM وگروه بعدي بر روي 40 سر موش (5 گروه 8 تايي) با ضماد نانوكامپوزيت PVP-%30ESM حاوي GO با (5/0 تا 2) درصد وزني مورد بررسي قرار گرفت. حضور نانوذرات 1% وزني اكسيدگرافن اصلاح شده در زخم پوش نانوكامپوزيت 30% وزني كلاژن پوستۀ تخم مرغ در زمينۀ پلي وينيل پيروليدون70% وزني بهينه شده، با استفاده از فرايند الكتروريسي سبب متخلخل شدن با گرانروي و قطر مناسب، بدون نقص ظاهري داربست در ترميم زخم شد. طيف‌هاي FT-IR سازگاري نسبي اين دو جزء را از طريق برهم‌كنش‌هاي هيدروژني مطلوب تائيد كردند و نتايج XRD نشان داد جامد آمورف است. از مقايسۀ طيف‌هاي XRD براي نانوذراتESM ،PVP و GOبه‌دست آمده از آن‌ها، مشاهده شد كه فرآيند الكتروريسي، ميزان بلورينگي را در نانوالياف PVP-ESM-GO كاهش داد. نتايج آزمون CHNS-O نشان داد كه ميزان رشد و تكثير سلول‌هاي فيبروبلاست بر داربست به دليل رسانايي ذاتي گرافن، رشد و تكثير، رگزائي بهتري داشته و به طور قابل‌توجهي با خاصيت ﺿﺪ باكتري ﺧﻮد از رﺷﺪ و ﻧﻤﻮ ﻣﯿﮑﺮوبﻫﺎ ﺟﻠﻮﮔﯿﺮي كرد. آزمونXRF ، رهايش ميزان پروتئين و پراكسيدكلسيم را نشان داد، كه باعث آزادسازي اكسيژن وكاهش جاي زخم هايپرتروفيك در التيام زخم شد. همچنين مناسب‌ترين خواص مكانيكي، آبدوستي، جذب آب، تخريب‌پذيري با ﻧﺮخ pH متناسب با pH پوست را نشان داد. در تصاويرFESEM از اكسيد گرافن اصلاح شده، پيوندهاي كووالانسي بين صفحات راه را براي نفوذ مولكول‌ها و گروه‌هاي عاملي، هموار ساخت. مطالعات بافت‌شناسي، حضور سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي، بلوغ بافت گرانوله و اپيتلياليزاسيون مجدد در ترميم به دليل قابليت كلاژن سازي سلول‌هاي بنيادي را نشان داد. در آناليز هيستوپاتولوژي و تصاويرSEM نشان داده شد كه در مدت زمان تشكيل بافت جديد، شكل‌گيري بافت گرانوله درون فضاي زخم رخ داده، و به طور هم‌زمان فيبروپلازي آغاز شد. همچنين با نوتروفيل‌ها و ماكروفاژهايي كه بر روي فرآيندهاي ترميم مانند فيبروپلازي و اپيتلياليزاسيون مجدد كار مي‌كنند، برهم‌كنش داده و رگزايي داربست بافت را ارتقا داد. انجام تست سلولي، بر عدم سميت و افزايش فعاليت متابوليكي نانوالياف كامپوزيت PVP-ESM-%1GO شبيه به سلول‌هاي بافت همبند دلالت دارد. اندازه‌گيري غلظت هيدروكسي پرولين از ادرار موش، غلظت اين آمينو اسيد را به عنوان شاخص كلاژن‌ساز افزايش داد. پانسمان نانوكامپوزيت موجب تعديل التهاب و مانع از تخريب بيشتر بافتي و آسيب‌هاي ديگر ناشي از آن در بافت شد. ضخامت لايه‌هاي اپيدرم و درم در گروه‌هاي تيمارشده با نانوكامپوزيت تأثير مثبتي بر سرعت جمع‌شدگي زخم موش داشت. داربست نانوكامپوزيت PVP-ESM-GO با خواص مكانيكي، ساختاري، شيميايي و زيستي مناسب و قابل كنترل مي‌تواند پيشنهاد مناسبي جهت مهندسي بافت باشد.
چكيده انگليسي :
One of the best methods to prevent wound infection and speed up wound healing is wound dressing based on nanofiber–polymer scaffolds, which have acceptable antimicrobial performance and appropriate skin regeneration capabilities. The aim of this study is to fabricate a scaffold of polyvinyl pyrrolidone (PVP) nanocomposite, egg shell membrane (ESM) collagen and graphene oxide (GO) modified by chemical deposition method, to improve wound healing performance. For this purpose, the optimization of polyvinylpyrrolidone scaffold and egg shell membrane collagen with different ratios of weight percent (0, 30, 50, 70 ,100) was made and characterized using electrospinning process. Also, the effect of adding optimal weight percentages of 70% w/t polyvinylpyrrolidone nanocomposite and 30% w/t egg shell membrane collagen on changes in the morphology, mechanical, chemical, degradability, and biological properties on different amounts of modified graphene oxide particles (0.5 to 2) w/t. % was assessed by electrospinning method. In testing on male Wistar rats, in two groups, first 20 mouse (2 groups of 10) with PVP-30% w/t ESM nanocomposite poultice and the next group on 40 mouse (5 groups of 8) with PVP-%30 w/t ESM nanocomposite poultice containing GO with (0.5 to 2) w/t. % was examined. The presence of 1% w/t modified graphene oxide nanoparticles in 30% w/t egg shell collagen nanocomposite wound optimized in polyvinylpyrrolidone 70% w/t, using electrospinning process to cause porosity with suitable diameter and viscosity, without apparent scaffold defect in wound healing. FT-IR spectra confirmed the relative compatibility of the two components through optimal hydrogen interactions, and XRD results showed that is amorph solid. Comparing the XRD spectra to the ESM powder and PVP nanofibers obtained from them, it was observed that the electrospinning process reduced the crystallinity in PVP-ESM-GO nanofibers. The results of CHNS-O test showed that the rate of growth and proliferation of fibroblast cells on the scaffold due to the inherent conductivity of graphene, better growth and proliferation of light an significantly with the properties of air and water. The XRF test, showed the highest amount of protein and calcium peroxide, which releases oxygen and reduces hypertrophy in wound healing. It also has the most suitable mechanical properties, hydrophilicity, water absorption, degradability by freezing pH in proportion to skin pH. FESEM images of modified graphene oxide have been shown to be able to bond these plates to many materials, especially polymers, by covalent bonding. Histological studies showed the presence of mesenchymal stem cells, granulation tissue maturation and reperfusion in repair. This is the main reason for the ability of stem cells to collagen. Histopathological analysis and SEM images showed that during the formation of new tissue, the formation of granular tissue occurs within the wound space, and fibroplasia begins at the same time. It also interacts with neutrophils and macrophages, which work on repair processes such as fibroplasia and epithelialization, and promotes the production of nerve tissue scaffolds. Cellular test indicates non-toxicity and increased metabolic activity of PVP-ESM-1% w/t GO composite nanofibers similar to connective tissue cells. Measurement of hydroxyproline concentration in rat urine increased the concentration of this amino acid as a collagen-producing index. The nanocomposite scaffold moderated inflammation and prevented further tissue damage and other tissue damages. The thickness of epidermal and dermal layers in nanocomposite-treated groups had a positive effect on the rate of shrinkage of mouse wounds. PVP-ESM-GO nanocomposite scaffold with suitable mechanical, structural, chemical and biological properties is as a suitable suggestion for tissue engineering and wound nerve repair.
