پديد آورنده :
كاوياني، ساجده
عنوان :
ساخت و مشخصه يابي داربست هيدروژل بيوكامپوزيتي ژلما / آلژينات/ پلي پيرول/ گرافن جهت كاربرد در مهندسي بافت قلب
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد مهندسي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
دوازده، 78ص. : مصور (رنگي)، جدول، نمودار
استاد راهنما :
شيدا لباف، فتح اله كريم زاده
توصيفگر ها :
مهندسي بافت قلب , هيدروژل , ژلما , آلژينات , پلي پيرول , گرافن
استاد داور :
محمدحسين عنايتي، مهدي رفيعائي
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/04/13
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/04/15
چكيده فارسي :
نارسايي هاي قلبي به‌عنوان عامل اصلي مرگ و مير در سراسر جهان در حال رشد است. تاكنون هيچ درماني كه بتواند در بازسازي بطن چپ پس از سكته تأثير به سزايي داشته باشد مطرح نشده است. به دليل اينكه قلب ظرفيت بازسازي را محدود كرده است تلاش زيادي براي يافتن درمان جديدي كه بتواند ماهيچه قلب را بازسازي كند، صورت گرفته است. با وجود اين¬كه پيوند سلولي در ابتدا به¬تنهايي مورد مطالعه قرار گرفت، اما در سال¬هاي اخير استراتژي مهندسي بافت با كمك داربست¬هاي بيو مواد موردتوجه قرار گرفت. با اين-حال بيوموادي كه در حال حاضر در مهندسي بافت قلب استفاده مي¬شود؛ شامل محدوديت¬هاي زيادي در زمينه خواص الكتريكي و مكانيكي مي¬باشند، دو پارامتري كه نقش مهمي در رفتار سلول¬هاي قلبي دارند. هدف از پژوهش حاضر، ساخت و مشخصه¬يابي داربست هيدروژلي بر پايه ژلما - آلژينات – پلي¬پيرول - گرافن كربوكسيل به¬منظور حمايت¬هاي مكانيكي و الكتريكي كافي از سلول-هاي بافت قلب آسيب¬ديده مي¬باشد. در اين راستا ابتدا، هيدروژل ژلما - آلژينات ساخته و مشخصه¬يابي شد. سپس پليمر رساناي پلي-پيرول با غلظت 2 و5 درصد وزني به ساختار داربست اضافه شد و جهت رسيدن به خواص شيميايي، فيزيكي، مكانيكي و الكتريكي بهينه مورد بررسي قرار گرفت. در ادامه، نانو صفحات گرافن - كربوكسيل (1، 2 و 3 درصد وزني) در ساختار هيدروژل بيوكامپوزيتي مورد ارزيابي قرار گرفت. در اين راستا، آزمون¬ طيف¬سنجي مادون قرمز جهت بررسي خواص شيميايي هيدروژل‌ها استفاده شد. در ادامه نرخ تورم و تخريب¬پذيري هيدروژل¬ها بررسي شد، خواص مكانيكي و خواص الكتريكي هيدروژل¬ها مورد ارزيابي قرار گرفت. به‌علاوه، آزمون خون سازگاري جهت ميزان لخته‌سازي، چسبندگي پلاكت و نرخ هموليز براي ساختار هيدروژل‌ها انجام گرفت. نتايج مشخص كرد كه حضور پلي¬پيرول و گرافن - كربوكسيل باعث بهبود خواص مكانيكي و الكتريكي هيدروژل¬ها نسبت به نمونه اوليه شده است. به اين صورت كه با افزايش 2 درصد وزني پلي¬پيرول در ساختار استحكام فشاري از58 به 98 كيلوپاسكال رسيد و با افزايش غلظت گرافن - كربوكسيل در ساختار، استحكام فشاري هيدروژل¬ها در بازه 175 تا 520 كيلوپاسكال قرار گرفت. همچنين با افزايش پلي¬پيرول در ساختار، رسانايي الكتريكي هيدروژل¬ها را در بازه 1/7 تا 4/12 زيمنس بر متر و با حضور غلظت‌هاي متفاوت گرافن - كربوكسيل در ساختار داربست رسانايي الكتريكي هيدروژل¬ها 8/3 برابر نمونه بدون گرافن - كربوكسيل (حدود 3/27 زيمنس بر متر) مشاهده شد. همچنين نتايج نشان داد كه حضور گرافن - كربوكسيل در ساختار، ميزان آب‌دوستي و نرخ تورم هيدروژل¬هاي بيوكامپوزيتي را افزايش داد و با حضور پلي¬پيرول و گرافن - كربوكسيل در ساختار هيدروژل، نرخ تخريب‌پذيري در طي 14 روز از 45 به 21 درصد كاهش يافت. علاوه بر اين، هيدروژل حاوي 3 درصد وزني گرافن - كربوكسيل با نرخ هموليز 5/1 درصد و عدم چسبندگي پلاكت بر روي سطح آن، نتايج خون سازگاري قابل قبولي را نشان داد. به¬طوركلي با توجه به خواص مكانيكي و الكتريكي مناسب، نرخ تخريب¬پذيري و قابليت لخته¬سازي پايين هيدوژل بيوكامپوزيتي ژلما – آلژينات - پلي پيرول - گرافن كربوكسيل پتانسيل كافي براي استفاده در كاربردهاي بافت قلب را دارا مي¬باشد.
چكيده انگليسي :
In this research, GelMA/Alginate/PolyPyrrole/Graphene hydrogel scaffold is fabricated. For this pourpose, initially a polymer blend of GelMA/Alginate (1:1) was selected and then, conductive polypyrrole polymer with concentrations of 2 and 5 wt% was added to the scaffold structure and was tested for optimal chemical, physical, mechanical and electrical properties.Then, the effect of different amounts of graphene-carboxyl particles (1,2 and 3wt%) on the optimized scaffold properties was evaluated. range of techniques were applied to study the chemical, physical, mechanical and electrical properties of the resultant hydrogels.Results revealed That the Swelling ratio, biodegradability, electrical and mechanical properties of biocomposite hydrogels were significantly controlled by adjusting the concentration of PPy and graphene-COOH. here was significant increase in the electrical conductivity of the hydrogels such that the electrical conductivity of gelma/alginate was 0.0615 ± 0.007 S/cm but increased to 0.124 ± 0.04 S/cm with the addition of 5% PPy and for graphene-COOH contained samples increased to 0.27 ± 0.09 S/m with the addition of 3% G-COOH, also biocomposite hydrogels exihibied compressive and tensile strength ranging from 175 to 520 KPa and 61 to 133 kpa depending on the graphene-COOH. Furthermore, the sample presented a low hemolysis ratio of 1.5%. Therefore, this hydrogel scaffolds are hemocompatible, also no platelet activation occurred for the hydrogel scaffolds. The simplicity, low cost, tunable mechanical properties, Optimal electrical conductivity, low blood clottingrate and blood compatibility of the hydrogel comprised of gelma /alginate/ polypyrrole/ graphene highlight its potential for cardiac tissue engineering
استاد راهنما :
شيدا لباف، فتح اله كريم زاده
استاد داور :
محمدحسين عنايتي، مهدي رفيعائي
