توصيفگر ها :
مهندسي بافت عروق , نانوذرات اكسيد سريم , داربست پلي كاپرولاكتون , كيتوسان
چكيده فارسي :
مهندسي بافت رگ بهعنوان يكي از شاخههاي نوظهور طب بازساختي، به دنبال ايجاد سامانههاي زيستي است كه بتوانند جايگزين يا ترميمكننده عروق آسيبديده باشند. پژوهش حاضر، با هدف توليد داربستهاي پليمري زيستسازگار براي كاربردهاي عروقي، نانوذرات اكسيد سريم (CeO₂) به روش سنتز سبز با استفاده از عصاره گياه آلوئهورا تهيه شدند. فرآيند سنتز و بهينهسازي اندازه و توزيع ذرات بهكمك آزمونهاي پراش پرتو ايكس، طيفسنجي فروسرخ تبديل فوريه، طيفسنجي مرئي فرابنفش، ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني و پتانسيل زتا انجام گرفت. براي تهيه داربستها، پليكاپرولاكتون و كيتوسان به روش الكتروريسي تركيب شدند و نانوذرات CeO₂ با درصدهاي وزني مشخص (1% و 3%) به ماتريس پليمري اضافه گرديدند. بررسيهاي مورفولوژيكي با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشرميداني نشان داد كه الياف توليدي قطر يكنواخت و ساختار متراكم دارند اندازه متوسط الياف بهترتيب براي نمونههاي كنترل، 1 %و 3 % به صورت (10 ± 50)، (9 ± 47) و (11 ± 45) نانومتر محاسبه گرديد كه اين ساختارها زمينه مناسبي براي رشد و چسبندگي سلولهاي اندوتليال فراهم ميآورد. همچنين، مقايسه نمونهها نشان داد كه تأثير افزودن 3% وزني نانوذرات بيشتر از 1% بوده و برهمكنشهاي ساختاري قويتري ايجاد ميكند. افزودن 3% وزني نانوذره ميتواند در بهبود خواص عملكردي داربست تأثيرگذار باشد. آزمون ترشوندگي بيانگر بهبود قابل توجه آبگريزي سطح با افزودن نانوذرات CeO₂ بود كه اين ويژگي براي تعامل مناسب با خون و سلولهاي عروقي حياتي است. آزمونهاي مكانيكي كشش نشان دادند كه افزودن 3% نانوذره CeO₂ سبب افزايش مدول الاستيسيته و حفظ استحكام كششي داربستها بدون كاهش قابل توجه درصد تغيير طول در نقطه شكست ميشود. همچنين ارزيابي زيستتخريبپذيري بيانگر آن بود كه حضور نانوذرات، روند تخريب داربست را تعديل كرده و ميتواند دوام عملكردي طولانيتري در محيط بدن ايجاد نمايد. آزمون چسبنگي سلولي، آزمون MTT، ارزيابي ميزان هموليز ، مدت زمان انعقاد خون بر روي نمونههاي كنترل، داربست بهينه شده با نانوذرات CeO2انجام شد. نتايج نشان داد كه حضور همزمان نانوذرات CeO2 در داربست، سبب افزايش خواص فيزيكي، شيميايي و زيستي شدند. مجموع نتايج نشان ميدهد كه داربستهاي PCL/CS/CeO₂ توليد شده، با برخورداري از خواص مكانيكي و سطحي مطلوب، توان ايجاد شرايط زيستشناختي مناسب براي ترميم و بازسازي بافت عروقي را دارند و پتانسيل بالايي براي كاربرد در مهندسي بافت رگ فراهم ميكنند. با توجه به نتايج بهدست آمده، داربست بهينه در پژوهش حاضر را ميتوان بهعنوان كانديدي مناسب براي مهندسي بافت عروق درنظر گرفت.
چكيده انگليسي :
Vascular tissue engineering, as an emerging branch of regenerative medicine, aims to develop biological systems capable of replacing or repairing damaged blood vessels. In this study, biocompatible polymeric scaffolds were fabricated for vascular applications by incorporating cerium oxide nanoparticles (CeO₂) synthesized via a green method using Aloe vera extract. Particle synthesis, size optimization, and distribution analysis were performed through X ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), UV–Vis spectroscopy, field emission scanning electron microscopy (FESEM), and zeta potential measurements. For scaffold preparation, polycaprolactone (PCL) and chitosan (CS) were combined via electrospinning, and CeO₂ nanoparticles at defined weight percentages (1% and 3%) were embedded in the polymer matrix. Morphological analysis by FESEM revealed uniform fiber diameters and dense structures, providing a favorable substrate for endothelial cell adhesion and growth. Comparative evaluations indicated that the incorporation of 3 wt% CeO₂ produced stronger structural interactions and more pronounced enhancements than 1 wt%, potentially improving scaffold functionality. Wettability tests showed marked increases in surface hydrophobicity upon nanoparticle addition, a property essential for optimal blood and vascular cell interaction. Tensile tests demonstrated that the inclusion of 3 wt% CeO₂ increased elastic modulus while preserving tensile strength, without significantly reducing elongation at break. Biodegradation assessments revealed that the nanoparticles moderated the degradation rate, potentially extending functional lifespan in vivo. Cellular adhesion assays, MTT cytotoxicity tests, hemolysis evaluation, and clotting time measurements were conducted on control samples and optimized nanoparticle containing scaffolds. Results showed that the simultaneous presence of CeO₂ nanoparticles in the scaffold enhanced physical, chemical, and biological performance. Overall, the prepared PCL/CS/CeO₂ scaffolds, with their favorable mechanical and surface properties, provide a biologically supportive environment for vascular tissue repair and regeneration and represent potential candidates for vascular tissue engineering applications..
