پديد آورنده :
قاسمي امينه، احمدرضا
عنوان :
ساخت و ارزيابي داربستهاي هيدروژل بيوكامپوزيتي سديم آلژينات-ژلاتين-شيشه زيست فعال جهت كاربرد در مهندسي بافت استخوان
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
سيزده، 66ص. :مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
مهندسي بافت استخوان , هيدروژل , سديم¬آلژينات , ژلاتين , شيشهزيستفعال
تاريخ ورود اطلاعات :
1403/01/14
رشته تحصيلي :
مهندسي پزشكي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/01/18
چكيده فارسي :
مهندسي بافت استخوان، روشي نوين براي ترميم و بازسازي بافت استخوان و بهمنظور غلبه بر چالشهاي روش درمان آسيبهاي شديد استخواني هست. در اين راستا استفاده از داربست با خواص فيزيكي شيميايي مكانيكي و زيستي مناسب ميتواند درروند بازسازي تأثير بسزايي ايجاد كند. در پژوهش حاضر هدف ايجاد ساختار هيدروژل سهبعدي بر پايه سديم¬آلژينات-ژلاتين به روش خشكايش انجمادي ميباشد. بهمنظور تسريع فرآيند استخوانسازي نانو ذرات شيشهزيستفعال به روش سل-ژل تهيه و در ساختار هيدروژل مورداستفاده قرار گرفت. تأثير اين ذرات بر تمامي خواص ساختار هيدروژل توليدشده مورد ارزيابي قرار گرفت. به¬منظور بررسي خواص شيميايي، مكانيكي و فيزيولوژيكي، داربست¬هاي هيدروژلي بيوكامپوزيتي سديم¬آلژينات-ژلاتين حاوي 0 ، 5 و10درصد وزني نانو ذرات شيشه¬زيست¬فعال ساخته شدند. با افزودن نانو ذرات، خواص مكانيكي هيدروژلها در مقايسه با گروه فاقد شيشه،افزايش يافت. مدول فشاري و چقرمگي نمونهها در گروه فاقد شيشه، KPa3/7 و MPa 01/6 به KPa 9/8 و MPa 74/7 در گروه 5درصد افزايش يافت. نتايج حاصل از آزمون ترشوندگي نشان داد افزودن نانو ذرات سبب كاهش زاويه ترشوندگي مي¬شود به طوريكه اين زاويه در گروه بدون شيشه،73 درجه و با افزودن 5 و10درصد وزني اين زاويه به ترتيب53 و 46 درجه مي¬شوند. همچنين نتايج بررسي¬هاي تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي و آناليز اندازه¬گيري جذب و واجذب گاز نيتروژن نشان داد، افزودن نانو ذرات شيشه باعث كاهش اندازه و قطر تخلخلها در داربست¬ها مي¬شوند. نتايج بهدستآمده از آزمون تورم و تخريب پذيري داربست¬ها نشان داد افزودن نانو ذرات، سبب بهبود تورم در تركيب شيميايي و كاهش تخريب پذيري مي¬شوند بهطوريكه ميزان تورم در گروه 5 و 10درصد به ترتيب 647 و 183 درصد افزايش را در مقايسه با گروه بدون شيشه نشان داد. بهعلاوه درصد تخريب دردوگروه حاوي شيشه، در مقايسه با گروه بدون شيشه قابلكنترل و پيش¬بيني است.نتايج زيست فعالي داربست¬ها طي 28 روز غوطه¬وري در محلول شبيهسازيشده بدن نشان¬ از تشكيل رسوب لايه آپاتيت در سطح دو گروه حاوي شيشه زيستي بود. زيست سازگاري داربست¬ها با استفاده از آزمون¬آلاماربلو طي مدت 5 روز، نشان داد تمامي گروه¬ها زيست سازگار بوده و گروه 5%شيشه زيستي نمونه بهينه براي استفاده در بافت استخوان است.
چكيده انگليسي :
Bone tissue engineering is a novel method for repairing and regenerating bone tissue in order to overcome the challenges of treating severe bone injuries. In this regard, the use of scaffolds with suitable physical, chemical, mechanical and biological properties can create a constructive effect in the process of reconstruction. In the current research, the aim is to create a three-dimensional hydrogel structure based on sodium-alginate-gelatin by freeze-drying method. In order to accelerate the ossification process, bioactive glass nanoparticles were prepared by sol-gel method and used in hydrogel structure. The effect of these particles on all properties of the produced hydrogel structure was evaluated. In order to investigate the chemical, mechanical and physiological properties, sodium-alginate-gelatin biocomposite hydrogel scaffolds containing 0, 5 and 10% by weight of bioactive glass nanoparticles were synthesized. By adding nanoparticles, the mechanical properties of hydrogels increased compared to the group without glass. The compressive modulus and toughness of the samples in the glass-free group increased from 7.3 KPa and 6.01 MPa to 8.9 KPa and 7.74 MPa in the 5% group. The results of the wettability test showed that the addition of nanoparticles decreases the wetting angle, so that these angles in the group without glass are 73 degrees, and with the addition of 5% and 10% by weight, this angle becomes 53 and 46 degrees, respectively. Also, the results of scanning electron microscope images and BET analysis showed that the addition of glass nanoparticles reduces the size and diameter of the pores in the scaffolds. The results obtained from the swelling and degradability test of the scaffolds showed that the addition of nanoparticles improves the swelling in the chemical composition and reduces the degradability, so that the amount of swelling in the 5% and 10% groups increased by 647% and 183%, respectively. Compared with the group without glasses, it showed. In addition, the percentage of degradation in the two groups containing glass is controllable and predictable compared to the group without glass. The bioactivity results of the scaffolds during 28 days of immersion in the simulated body solution show the formation of layer deposits. Apatite in two groups contained bioglass. The biocompatibility of the scaffolds using the Alamarblue test over a period of 5 days showed that all groups were biocompatible and the 5% bioglass group was the optimal sample for use in bone tissue.
استاد راهنما :
شيدا لباف , فتح اله كريم زاده
استاد داور :
محمدحسين عنايتي , مهران نحوي