20014

2285 دكتري

دكتري

شيمي‌نساجي و علوم الياف

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1403

پانزده، 134 ص. : مصور، جدول، نمودار

1403/09/20

كتابنامه

مهندسي نساجي

مهندسي نساجي

1403/09/20

23095255

زخم‌هاي مزمن پوستي، از جمله مشكلات باليني در سراسر جهان هستند كه پس از چهار هفته درمان بهبود نمي‌يابند و در مرحله التهاب باقي مي‌مانند. كنترل pH پوست در اين زخم‌ها به دليل ايجاد محيط قليايي ناشي از عفونت باكتريايي، امري حياتي است. اين پژوهش به طراحي و توليد داربست‌هاي هيدروژلي لايه به لايه به كمك چاپ‌گر سه‌بعدي پرداخته كه حاوي داروي سيپروفلوكساسين (CIP) و آلبومين سرم گاوي (BSA) بوده و از هيدروژل كاتيوني مبتني بر فسفر تري‌آميد (PtA-AlaPtA) و هيدروژل آنيوني آلجينات-كربوكسي‌متيل‌سلولز (ALG-CMC) تشكيل شده است. در بخش اول، مونومرهاي مبتني بر فسفر سنتز شدند و هيدروژل PtA-AlaPtA تورم قابل‌توجهي در pHهاي 4/5، 7/4 و 8/5 (به ترتيب 309/87%، 399/96% و 420/39%) را نشان داد. تخريب كامل هيدروژل PtA-AlaPtA در pHهاي 7/4 و 8/5 به ترتيب طي 32 و 5 روز انجام شد. استحكام كششي و ازدياد طول هيدروژل PtA-AlaPtA نيز به ترتيب MPa 0/52 و 38/64% بود. در بخش دوم، داربست‌هاي لايه به لايه با هيدروژل‌هاي ALG-CMC و PtA-AlaPtA توسط چاپ‌گر سه‌بعدي توليد شدند. تركيب بهينه شامل ALG 4% ، CMC 2% ، CIP 5% و PtA-AlaPtA 80% با 1% BSA بود. منافذ داربست بدون دارو66/66% بود كه پس از افزودن دارو به 50/17% كاهش يافت. زاويه تماس آب در داربست حاوي CIP و BSA به ͦ20/48 كاهش يافت و نرخ انتقال رطوبت 107/84 گرم بر متر مربع در ساعت بود. خواص مكانيكي داربست شامل استحكام كششي MPa 0/53و ازدياد طول 33/9% بود. نتايج آزمايش‌هاي ضدميكروبي نشان داد كه داربست‌هاي توليد شده، قادر به مهار باكتري‌هاي گرم مثبت و منفي بودند و آزمون زنده‌ماني سلولي با روش MTT نشان داد كه داربست‌هاي حاوي CIP و BSA سميت سلولي ندارند و به گسترش مناسب سلول‌هاي فيبروبلاست L929 كمك مي‌كنند. اين نتايج نشان مي‌دهند كه داربست‌هاي هيدروژلي لايه به لايه تهيه‌شده در اين پژوهش با ايجاد محيطي مرطوب، رهايش كنترل‌شده عوامل زيست‌فعال و خاصيت ضدميكروبي موثر مي‌توانند قابليت استفاده در پانسمان زخم‌هاي مزمن را داشته باشند.

Chronic skin wounds are a global clinical challenge, as they fail to heal after four weeks of treatment and remain in the inflammatory stage. Controlling the skin pH in these wounds is crucial due to the alkaline environment caused by bacterial infections. This study focuses on designing and fabricating layer-by-layer (LBL) hydrogel scaffolds using a 3D printer, incorporating ciprofloxacin (CIP) and bovine serum albumin (BSA). These scaffolds are composed of a cationic phosphoramide hydrogel (PtA-AlaPtA) and an anionic alginate-carboxymethylcellulose (ALG-CMC) hydrogel. In the first part, phosphorus-based monomers were synthesized, and PtA-AlaPtA hydrogels with controlled swelling and degradation behavior were produced. These hydrogels exhibited significant swelling at various pH levels, including 4.5, 7.4, and 8.5 (309.87%, 399.96%, and 420.39%, respectively). Complete degradation of the hydrogel occurred at pH levels of 7.4 and 8.5 after 32 and 5 days, respectively. The tensile strength and elongation of this hydrogel were 0.52 MPa and 38.64%, respectively. In the second part, LBL scaffolds with ALG-CMC and PtA-AlaPtA hydrogels were fabricated using a 3D bioprinter. The optimal composition included 4% ALG, 2% CMC, 5% CIP, and 80% PtA-AlaPtA with 1% BSA. The porosity of the drug-free scaffold was 66.66%, which reduced to 50.17% after drug incorporation. The water contact angle of the scaffold containing CIP and BSA decreased to 20.48°, and the water vapor transmission rate was 107.84 g/m²·h. The mechanical properties of the scaffold showed a tensile strength of 0.53 MPa and an elongation of 33.9%. Antimicrobial tests demonstrated that the produced scaffolds effectively inhibited both Gram-positive and Gram-negative bacteria. The MTT cytotoxicity assay indicated that the scaffolds containing CIP and BSA were non-toxic and supported the appropriate proliferation of L929 fibroblast cells. These results suggest that the LBL hydrogel scaffolds developed in this study, with the ability to create a moist environment, controlled release of bioactive agents, and effective antimicrobial properties, has potential for using in the treatment of chronic wounds.

مصطفي يوسفي , فرزانه علي حسيني

سعيد نوري خراساني , هژير بهرامي , زهرا طالبي مزرعه شاهي