بخشی از مقاله
چکیده:
مهندسی بافت روشی است که رشد و تکثیر سلول ها را تسریع میبخشد تا بافت ترمیم شود . مواد زیادی در ساخت اینگونه داربست ها استفاده می شود که یکی از آن ها کیتوسان میباشد. در حال حاضر استفاده از نانو ذرات بسیار مورد توجه قرارگرفته است. ساخت داربست با استفاده ازنانو ذرات کیتوسان در مهندسی بافت با روش های گوناگونی امکان پذیر است. لیچینگ نمک یکی از این روش ها میباشد که امروزه کاربرد بسیاری در مهندسی بافت پیدا کرده است.
در این روش ابتدا محلول نانو پلیمری کیتوسان و پلی وینیل الکل با نمک طعام مخلوط شده، سپس با استفاده از آب، نمک حل شده خارج میگردد و لیچینگ انجام میگیرد. پلی وینیل الکل - PVA - یک پلیمر مصنوعی محلول در آب با منافع بزرگ مناسب است. برای مشاهده نتایج از تستهای میکروسکوپ الکترونی روبشی و پراش اشعه ایکس استفاده شد که مشخص شد ذرات نانوکیتوسان خواص بهتری نسبت به ذرات معمولی کیتوسان از جمله افزایش نسبت سطح به حجم برای ساخت داربست دارند.
مقدمه:
مهندسی بافت روشی است که رشد و تکثیر سلول ها را تسریع میبخشد تا بافت ترمیم شود. مهندسی بافت میتواند این امکان را فراهم کند که بافت ترمیم شده از بافت سالم متمایز نباشد. که این مورد گسترهی وسیعی از امکانات ، برای درمان صدمات حاد و مزمنی که در نتیجه آسیب بافتی و عصبی ایجاد میشوند،پیش رو قرار می-دهد.[1] یکی از روش های استفاده از مهندسی بافت استفاده از داربست ها میباشد . داربست پلیمری سه بعدی ترکیبی متخلخل از این نوع داربست ها است که در مهندسی بافت دارای اهمیت حیاتی میباشد.
داربست باید زیست سازگار، زیست تخریب پذیر،دارای تخلخل بالا، منافذ به هم متصل شده بسیار ، سطح ویژه بزرگ، توزیع یکنواخت منافذ و خواص مکانیکی خوبی باشد که بتواند جایگزین بافت شود.[2] داربست برای به حداقل رساندن میزان مواد ایمپلنت در بدن و افزایش سطح ویژه جهت اتصال سلول ها و همچنین برای بازسازی بافت آسیب دیده مورد استفاده قرار میگیرد 5]؛.[3
روشهای استفاده از داربست شامل دو نوع روش میباشد .در یک روش ، بافت میتواند در شرایط آزمایشگاهی رشد کرده و بعد به بدن پیوند شود و در روشی دیگر داربست در بدن کاشته می شود و بازسازی نیز در بدن اتفاق میافتد. سلول ها روی داربست متخلخل زیست تخریب پذیر تکثیر مییابند و در حالیکه بافت رشد میکند و شکل میگیرد ، داربست به تدریج تخریب میشود.[1]
مواد زیادی در ساخت اینگونه داربست ها استفاده میشود که یکی از آن ها کیتوسان میباشد .کیتوسان مشتقی از گلوکان با واحدهای تکرار شونده کیتین است که توسط روگت در سال 1859 از جوشاندن کیتین در محلول پتاس با غلظت مشخص به دست آمدهاست .کیتوسان با فرمول شیمیایی - C6H11NO4 - که به دلیل غیر سمی بودن، خاصیت جذب بالا، امکان تجزیه در طبیعت، سازگاری با محیط زیست، مقرون به صرفه بودن از نظر اقتصادی، توانایی حذف محدوده وسیعی از رنگها و فلزات، سینتیک سریع و در نهایت امکان تهیه مشتقات فراوان از آن، بسیار مورد توجه است.
البته نانو ذرات کیتوسان نسبت به کیتوسان برای ساخت داربست دارای خواص بهتری می باشد از جمله افزایش نسبت سطح به حجم.[6] پلی وینیل الکل - PVA - یک پلیمر مصنوعی محلول در آب با منافذ بزرگ مناسب است7]وPVA.[8 دارای خواص مطلوبی مانند غیر سمی بودن، سازگاری زیستی، آبدوستی بالا، توانایی تشکیل آسان فیلم، مقاومت شیمیایی و مقاومت مکانیکی است .[9] متیل سلولز یک سلولز محلول در آب با خواص تشکیل دهنده فیلم عالی است . متیل سلولز - MC - دارای مزایای خاص در مقایسه با سایر سلولزهای مرسوم می باشد زیرا به آسانی در آب حل میشود و به راحتی میتواند سطح های بزرگی از فیلمهای نازک با نیروی مکانیکی عالی و نفوذ پذیری مناسب اکسیژن را فراهم سازد.[10]
ساخت داربست با استفاده از کیتوسان در مهندسی بافت با روشهای گوناگونی امکان پذیر است. لیچینگ یکی از این روشها میباشد که امروزه کاربرد بسیاری در مهندسی بافت پیدا کرده است. لیچینگ یک ماده از مادهای جامد با کمک یک مایع فرآیندی مشترک در رشته مهندسی شیمی است، به خصوص که در آن مواد بیولوژیکی درگیر هستند. در این تحقیق از روش لیچینگ با استفاده از نمک طعام استفاده شد.
در این روش ابتدا محلول پلیمری با نمک طعام مخلوط شده سپس با استفاده از آب ، نمک حل شده خارج شده و لیچینگ انجام میگیرد و داربست ساخته میشود.[11] پیش از ما یک روش ساخت داربست بر اساس کیتوسان با استفاده از روش لیچینگ را گزارش کرده اند . داربست های حاصل،منافذ بسیار متخلخل و ساختار به هم پیوسته با خواص مکانیکی و زیست سازگاری خوبی دارد.[12] در این راستا، به منظور بهبود خواص کیتوسان و پلیمر PVA، نانو ذرات کیتوسان مورد استفاده قرار میگیرد .
مواد:
کیتوزان، پلی وینیل الکل، متیل سلولز و سدیم تری پلی فسفات از سیگما آلدریچ خریداری شد . نمک طعام - - NACL به عنوان ذرات حفرهساز استفاده شده است. تمام مواد شیمیایی دیگری که استفاده می شود از درجه تحلیلی برخوردارند.
روش:
ساخت نانو ذرات کیتوسان: نانوذرات کیتوزان با استفاده از روش یون تراپی - - ionic gelation آماده شد؟سپس محلول با استفاده از دستگاه خشککن انجمادی به ماده جامد تبدیل شد.[13] نکته قابل ذکری که در مورد ساخت نانو ذرات در این تحقیق وجود دارد این است که از غلظت بهینه مواد در ساخت نانو ذره استفاده شده است. ساخت داربست NanoCS / PVA/MC از طریق روش لیچینگ نمک محلول نانوکیتوزان و PVA با مخلوط کردن محلول کیتوزان در اسید استیک آبدار و محلول PVA در آب گرم بدست میآید . محلول کیتوزان و PVA به آرامی به محلول متیل سلولز اضافه شد .
مخلوط در همزن مغناطیسی در دمای اتاق برای به دست آوردن محلول همگن قرارداده شد . سپس، گرم کلرید سدیم دانه به محلول پلیمر همگن اضافه شد. به محلول اجازه داده شد تا صورت جامد در بیاید. پودر بدست آمده شسته شد تا بلورهای نمکش خارج شود . در مرحله بعد داربست متخلخل NanoCPM بدست می آید.[12] نکته قابل ذکری که در مورد ساخت داربست در این تحقیق وجود دارد این است که از غلظت بهینه مواد در ساخت داربست مورد نظر استفاده شده است. X –ray diffraction - XRD - الگوهای پراش اشعه X داربست NanoCS / PVA / MC / NaCl با یک X-ray diffractometer ثبت شد.اشعه های ایکس با طول موج 1.5406A و زاویه 2 از 5œ-80œ شد. د- میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - میکروسکوپ الکترونی روبشی دربررسی مورفولوژی داربست با بزرگنمایی 200 نانومتر و 10 میکرومتر استفاده شد .
نتیجه گیری:
X -ray diffraction - XRD - طبیعت آمورف از داربست آماده شده می تواند با خصوصیات XRD ثابت شود. الگوی پراش اشعه X از داربست در شکل 1 نشان داده شده است. درجه نسبی بلورینگی - ٪ - داربست نسبت به داربست ساخته شده با ذرات معمولی کیتوسان کاهش مییابد که در نتیجه حالت آمورف است . منطقه آمورف از ماتریس پلیمر NanoCS / PVA تکمیل شده به دلیل افزودن MC و نانو کیتوزان است . کاهش این مقادیر نشان می دهد که فعل و انفعالات قوی بین NanoCS / PVA وMC که منجر به ساختار آمورف شده رخ داده است .این نتیجه عمدتا به دلیل تعامل پیوند هیدروژنی بین مولکولی قوی رخ داده بین این سه قسمت بوده است.
