توصيفگر ها :
زخمپوش , كيتوسان , اكسيد تانيك اسيد , نانوذرات اكسيد قلع , پليمر قالب مولكولي , رهايش دارو
چكيده فارسي :
زخمهاي مزمن در اثر آسيبهاي پوستي و عدم بهبودي به دليل ايجاد عفونت در محيط زخم ايجاد ميشوند. از اين جهت، به زخمپوشهايي نياز است كه علاوه بر محافظت زخم از آسيبهاي خارجي، آن را درمان و از بروز عفونت جلوگيري كنند. هدف از اين پژوهش، ساخت زخمپوش هيدروژلي با عوامل تسريعكننده بهبود زخم و ايجاد خاصيت ضدباكتريايي جهت درمان زخمهاي مزمن است. بدين منظور، زخمپوش هيدروژلي نانوكامپوزيتي مبتني بر هيدروژل كيتوسان با اتصالات عرضي اكسيد تانيك اسيد (OTA) و نانوذرات اكسيد قلع (SnO2) قالب مولكولي با ساختار هسته - پوسته مورد ارزيابي قرار گرفت. در اين راستا، ابتدا هيدروژل كيتوسان با اتصالات عرضي اكسيد تانيك اسيد و كلريد آهن با غلظتهاي مختلف كيتوسان (3، 3/5، 4، 4/5 درصد وزني) ساخته شد و سپس بر اساس خواص چسبندگي، خونسازگاري و ساير خواص مرتبط به آن، بهينهسازي شد. در ادامه نانوذرات اكسيد قلع با روش هيدروترمال ساخته شد و با استفاده از 3- مركاپتوپروپيلتري متوكسي سيلان اصلاح شد و روش چاپ مولكولي بر سطح آن انجام شد. پس از آن، هيدروژل نانوكامپوزيتي حاوي غلظتهاي مختلف (2، 5، 7 درصد وزني) از نانوذرات اكسيد قلع قالب مولكولي ساخته و بهينهسازي شد. از آزمونهاي مختلفي نظير ميكروسكوپي الكتروني روبشي (SEM)، ميكروسكوپي الكتروني عبوري (TEM)، طيفسنجي مادونقرمز با تبديل فوريه (FTIR) و پراش پرتو ايكس (XRD) جهت مشخصهيابي هيدروژل كيتوسان، نانوذرات اكسيد قلع قالب مولكولي و هيدروژل نانوكامپوزيتي استفاده شد. همچنين قابليت تورم، نرخ تخريب، خواص مكانيكي فشاري و خواص رئولوژيكي هيدروژلها ارزيابي شد. علاوه بر اين، خواص چسبندگي به بافت طبيعي و شيشه، توانايي و مدت زمان لختهشدن خون و رفتار ضدباكتريايي در آنها نيز ارزيابي شد. ميزان جذب دارو در دماهاي مختلف در نانوذرات اكسيد قلع قالب مولكولي و رهايش دارو از هيدروژل نانوكامپوزيتي با انجام آزمون طيفسنجي ماوراء بنفش - مرئي اندازهگيري شد. در پايان برهمكنش هيدروژلها با سلولهاي فيبروبلاست مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشاندهنده اين بود كه هيدروژلهاي كيتوسان با اتصالات عرضي اكسيد تانيك اسيد و كلريد آهن، از طريق ايجاد پيوندهاي شيف باز، پيوندهاي هيدروژني و پيوندهاي هماهنگي فلزي ايجاد شدند. افزودن نانوذرات اكسيد قلع قالب مولكولي با ايجاد برهمكنشهاي هيدروژني با زنجيره پليمري منجر به كنترل قابلتوجه خواص فيزيكي، مكانيكي و زيستي هيدروژل شد. نتايج نشان داد كه افزايش غلظت كيتوسان سبب افزايش اتصالات عرضي، كاهش تورم ميشود و افزايش استحكام فشاري از 106 به 168 كيلوپاسكال را به همراه دارد. همچنين، با افزايش غلظت كيتوسان، استحكام چسبندگي هيدروژل افزايش يافت و در نمونه 3/5 درصد وزني كيتوسان به 83 كيلوپاسكال رسيد. در بين هيدروژلهاي كيتوسان، افزايش غلظت تا 3/5 درصد وزني سبب كاهش زمان لختهشدن خون (كمتر از 2 دقيقه) شد. علاوه بر اين، فعاليت ضدباكتريايي هيدروژلها با افزايش غلظت كيتوسان افزايش يافت. به اين ترتيب نمونه حاوي 3/5 درصد كيتوسان بهعنوان نمونه بهينه انتخاب شد و در ساخت هيدروژل نانوكامپوزيتي مورد استفاده قرار گرفت. نتايج نشان داد، حضور نانوذرات اكسيد قلع قالب مولكولي با غلظتهاي مختلف سبب افزايش پايداري و كاهش نرخ تخريب هيدروژلها و افزايش استحكام فشاري شد. افزودن 5 درصد وزني از نانوذرات باعث شد كه استحكام فشاري هيدروژل از 124 به 256 كيلوپاسكال افزايش يابد. علاوه بر اين، افزودن نانوذرات اكسيد قلع قالب مولكولي موجب بهبود خواص رئولوژيكي، پايداري ، قدرت چسبندگي به بافت و خواص ضدباكتريايي شد. در اين راستا، افزودن 7 درصد وزني از نانوذرات اكسيد قلع قالب مولكولي باعث افزايش استحكام چسبندگي به بافت از 77 به 103 كيلوپاسكال شد. همچنين خاصيت ضدباكتريايي هيدروژل نيز تا 2/25 برابر افزايش يافت...
چكيده انگليسي :
Skin damage and insufficient healing as a result of infection at the wound site are the main causes of chronic wounds. Therefore, dressings that not only protect the wound from external harm but also heal and prevent infection are required. The aim of this study is to develop a hydrogel dressing with antibacterial and wound-healing-accelerating components for the treatment of chronic wounds. For this purpose, nanocomposite hydrogel wound dressing based on chitosan hydrogel cross-linked with oxidized tannic acid (OTA) and molecularly imprinted tin oxide (SnO2) nanoparticles with core-shell structure was evaluated. In this regard, first, chitosan hydrogels cross-linked with tannic acid oxide and iron chloride were synthesized with different concentrations of chitosan (3, 3.5, 4, and 4.5 wt.%) and then optimized based on its related properties. Next, SnO2 nanoparticles were synthesized by hydrothermal method and modified using 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTS) and molecularly printing method was performed on their surface. After that, nanocomposite hydrogel containing different concentrations (2, 5 and 7 wt.%) of molecularly imprinted SnO2 nanoparticles was synthesized and optimized. Various tests such as scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and X-ray diffraction (XRD) were used to characterize chitosan hydrogel, molecularly imprinted SnO2 nanoparticles, and nanocomposite hydrogels. Also, swelling capability, degradation rate, compressive mechanical properties and rheological properties of hydrogels were assesed. In addition, adhesion to natural tissue and glass, ability and duration of blood clotting and their antibacterial behavior were also evaluated. The amount of drug absorption at different temperatures in molecularly imprinted SnO2 nanoparticles and drug release from nanocomposite hydrogels were measured by performing ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis) test. Eventually, the interaction of hydrogels with fibroblast cells was investigated. The results showed that chitosan hydrogels with OTA and Fe3+ as crosslinkers were formed through the creation of Schiff-base bonds, hydrogen bonds and metal coordination bonds. The addition of molecularly imprinted SnO2 nanoparticles by creating hydrogen interactions with the polymer chain led to a significant control of the physical, mechanical and biological properties of the hydrogel. The results showed that increasing the concentration of chitosan increases the crosslink density, reduces the swelling and increases the compressive strength from 106 to 168 kPa. Moreover, with the increase in chitosan concentration, the adhesive strength of the hydrogel increased and reached 83 kPa in the 3.5% chitosan sample. Among chitosan hydrogels, increasing the concentration up to 3.5% decreased blood clotting time (< 2 minutes). In addition, the antibacterial activity of hydrogels increased with increasing chitosan concentration. Thus, the sample containing 3.5% chitosan was selected as the optimal sample and was used in the synthesis of nanocomposite hydrogel. The results showed that the presence of molecularly imprinted SnO2 nanoparticles with different concentrations increased the stability and compressive strength and decreased the degradation rate of hydrogels. The addition of 5% of nanoparticles increased the compressive strength of the hydrogel from 124 to 256 kPa. In addition, the addition of molecularly imprinted SnO2 improved the rheological properties, stability, adhesion strength to the tissue and antibacterial properties. In this regard, the addition of 7% of molecularly imprinted SnO2 nanoparticles increased the adhesion strength to the tissue from 77 to 103 kPa. Also, the antibacterial properties of the hydrogel increased up to 2.25 times....