بخشی از مقاله
خلاصه
در سالهای اخیر با بالا رفتن آمار تصادفات و حوادث سوختگی، جامعهی پزشکی و متصدیان امور سلامت جمعی در فکر ساخت پانسمانهایی جدید با خواصی منحصر به فرد هستند که بتواند عیوب پانسمانهای قبلی را برطرف کرده، زخمها را در مدت زمانی کم و با کیفیت بالا درمان کند. در این تحقیق با استفاده از نانوکامپوزیتی از مواد زیستسازگار پلی-کپرولاکتون و گرافن اکساید، داربستی برای پانسمان زخم ساخته شد. در این راستا از روش الکتروریسی جهت ساخت پانسمانی متشکل از الیاف نانوکامپوزیتی استفاده گردید. نمونههای حاصل با استفاده از آنالیزهای SEM، FTIR، تست کشش - - tensile از لحاظ ساختاری بررسی، و عملکرد سلولی آن با استفاده از روش WST مورد آزمایش قرار گرفته شده است. تصاویر SEM حکایت از تشکیل الیاف نانوکامپوزیتی با توزیع قطر یکنواختی داشته است. از لحاظ عملکردی نیز داربست نتایجی مطلوب برای زندهمانی سلولها، در حدود بالاتر از 90 درصد نشان داده است. همچنین نتایج تست کشش حاکی از بالا رفتن چشمگیر مقاومت کششی داربست نانوکامپوزیتی در مقایسه با داربست PCL داشته است. به طور خلاصه نتایج ارائه شده در این تحقیق نشان از پتانسیل بالای نانوکامپوزیت پلیکپرولاکتون- گرافناکساید به عنوان داربست پانسمان زخم داشته است.
کلمات کلیدی: الکتروریسی، پانسمان زخم، پلیکپرولاکتون، گرافن اکساید
.1 مقدمه
زخم یک نقص یا بریدگی در پوست است که از آسیب یا شرایط پزشکی فیزیولوژیکی ناشی میشود. زخمها می-توانند بسته به تعداد لایهها و مساحت آسیبدیده تقسیمبندی شوند مثل سطحی - اگر فقط اپیدرم ضربه ببیند - ضخامت جزئی - اگر اپیدرم و درم ضربه ببیند. - و زخمهای تمام ضخامت - وقتی هیپودرم و بافتهای عمیقتر مجروح شوند. - . زخم-ها به دو دستهی حاد و مزمن تقسیم میشوند. اکثر زخمها در زمان کمی التیام مییابند ولی یک سری از آنها به زخمهای مزمن غیر قابل درمان تبدیل میشوند. زخمهای مزمن به پرستاری ویژه نیاز دارند و هزینههای قابل توجهی روی سیستم-های سلامت ملی نشان دادهاند.
مهندسی بافت را فناوری ترغیب و تشویق بافتهای آسیبدیده، خودبازسازی به کمک سلولها، زیستملکولها و ساختارهای حمایتکنندهی مکانیکی میدانند.[1] هدف اصلی مهندسی بافت بازگرداندن حافظهی بافتهای آسیبدیده به زمانهای قبل - به دوران جنینی و مراحل رشد اولیهی بافت - برای ایجاد قابلیت مجدد رشد و بازسازی آنهاست. بنابراین نقش اصلی مهندسی بافت، تولید بافت مصنوعی برای جایگزینی عملکردهای بیولوژیکی در بازسازی منسوج و التیام زخم است .[1] ایجاد چنین جایگزینی، نیازمند داربستی *سهبعدی، متخلخل، زیستسازگار و زیستتخریبپذیر میباشد به-طوریکه ماتریس برونسلولی را تقلید کرده، بستر مناسبی برای چسبندگی و رشد سلول فراهم نماید .[2] داربستها معمولاً ریزساختارهایی بسیار متخلخل، با منافذی همراه با ارتباط داخلی و مساحت سطح وسیع هستند که برای رشد بافت مناسب میباشند.
ماتریس برونسلولی یک ماتریس ژلمانند از لایهی میانی پوست است؛ که از لحاظ ساختاری، بیوشیمیایی و بیومکانیکی سلول را حمایت میکند تا تمایز، همایستایی و ریختزایی، همچنین تولید مجدد بافت انجام گیرد. از آب و دو ابرمولکول ساخته شده است؛ رشتههای پروتئینی و پلیساکاریدها. فیبروبلاستها و سلولهای پوست، این ابرمولکولها را سنتز میکنند .[3] پلیمر سنتزی پلیکپرولاکتون استخراج شده از واکنش شیمیایی نفت خام، یک پلیاستر آلیفاتیک زیستسازگار و زیستتخریبپذیر است که در مقابل آب، حلالها و روغن، مقاومت خوبی از خود نشان میدهد و از باز کردن حلقهی کپرولاکتون و پلیمریزاسیون سنتز میشود. خواص ویژهی مکانیکی و شیمیایی پلیکپرولاکتون، در توسعه و پیشرفت تجاری آن، برای کاربردهای زیستپزشکی و مواد، تأثیرگذار بوده است. پلیکپرولاکتون نقطهی ذوب پایینی در حدود 60 درجه و نقطهی انتقال شیشهای -60c دارد.
همچنین دارای خواص خوب مکانیکی است. گزارش شده پلیکپرولاکتون در هنگام تخریب، مواد جانبی سمی تولید نمیکند. همچنین هزینهی کمی دارد و به آسانی فرآیندپذیر است. به همین دلیل سازمان غذا و داروی آمریکا، در حال حاضر روی چندین دارو و تجهیز دریافت دارو مرکب از PCL ، آزمایش میکند [4]-.[6] گرافن یک لایهی آروماتیک از اتمهای کربن در یک شبکهی دو بعدی است که با ساختار کریستالی، به طور فشرده بستهبندی شده است - شکل . - 1 مشتقات آن به دلیل خواص منحصر به فرد فیزیوشیمیایی، الکتریکی، گرمایی و بیولوژیکی، در تولید داربست نانوالیاف با کارایی و تابعیت بالا، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. همچنین دارای خواص مکانیکی، اپتیک و مغناطیسی قابل اطمینان میباشد. زیستسازگار است و برای رشد سلولی مفید واقع میشود. به عنوان یکی از مهمترین مشتقات آن، اکسید گرافن، مزایای خوبی از جمله مدول یانگ ، انعطافپذیری عالی و هزینهی کمتر در مقایسه با نانوتیوبهای کربن از خود نشان داده است. لذا به عنوان یک تقویتکنندهی مؤثر برای کامپوزیتها در نظر گرفته شده است .[4] , [7] مدول یانگ یا مدول الاستیسیته، به نسبت تنش به کرنش درپایینتر از تنش تسلیم گفته میشود که در این حالت مدول الاستیک ثابت است.
در دههی 1960 بیش از 50 سال قبل، هیدروژلها به وسیلهی ویچلر و لیم* ابداع شدند. با پیشرفت علم و تجربه در این حوزه دریافتند داربستهای مهندسی بافت باید از نظر مکانیکی و فیزیوشیمیایی رشد سلول را حمایت کنند تا بتوانند جایگزین بافت شوند. مواد مورد استفاده برای این داربستها باید توانایی مکانیکی مناسبی داشته باشند. همچنین از نظر شیمیایی و بیولوژیکی با بدن سازگار باشند و طبق برنامه در زمان مناسب تخریب شوند.کامپوزیتهای گرافن-پلی کپرولاکتون داربستهای تخریبپذیر قابل اعتمادی برای مهندسی بافت هستند. خاصیت تخریبپذیری آنها در کاربردهای بعدی یک امر بحرانی است. به همین هدف، تأثیر تبدیل شیمیایی گرافن اکساید در فسفات بافر سالین، بر روی تخریب-پذیری مورد توجه قرار گرفت. محصولات حاصل از تخریب گرافن، برای تکثیر سلولی سمی نیستند.
PCL یک پلیاستر آلیفاتیک زیستسازگار و زیستتخریبپذیر است که در مقابل آب، حلالها و روغن، مقاومت خوبی از خود نشان میدهد و از باز کردن حلقهی کپرولاکتون و پلیمریزاسیون سنتز میشود. خواص ویژهی مکانیکی و شیمیایی پلیکپرولاکتون، در توسعه و پیشرفت تجاری آن، برای کاربردهای زیستپزشکی و مواد، تأثیرگذار بوده است. به علاوه PCL الکتروریسی شده شبیه ماتریس برون سلولی بسیاری از بافتهای بدن است. حمله و تکثیر سلولی روی مواد زیستی یکی از مهمترین عوامل محدودکنندهی موفقیت این مواد است. بنابراین بسیار مهم است که هنگام طراحی یک زیست ماده مقاومت آن را در مقابل حملات میکروبی بسنجیم. مطالعهی داربستهای مهندسی بافت مانند پلیکپرولاکتون، نشان می-دهد برای استفاده در تکثیر سلولها تحت شبیهسازی الکتریکی، یک پرکنندهی هدایتگر الکتریکی لازم است.
این پرکننده باید زیستسازگار باشد و همچنین با داشتن محدودیت برای هدایت الکتریکی، روی پروفایل تخریب داربست تأثیرگذار نباشد. افزودن یک پرکنندهی هادی الکتریکی مانند گرافن، کابردهای بیشتری را برای آن مقدور میکند مانند بسترهای برانگیختن الکتریکی رشد سلول. به تازگی تعدادی از نویسندگان نشان دادهاند که افزودن گرافن اکساید غیر هادی به پلی-کپرولاکتون، در بهبود خواص مکانیکی آن تأثیرگذار است. گرافن اکساید به عنوان شروعکنندهی پلیمریزاسیون حلقههای کپرولاکتون ، برای سنتز کامپوزیتهای PCL و گرافن اکساید به کار رفته و نتایج نشان داده است تأثیر هستهزایی عالی در تبلور PCL نشان داده است .[4] , [5] همچنین تحقیق دیگری نشان داده تلفیق موفقیتآمیز نانوصفحات گرافن در نانوالیاف پلیکپرولاکتون، به دلیل خواص ذاتی آنها که موجب واکنشهایی میان آن دو میشود، خواص مکانیکی و الکتریکی آن را بهبود میدهد. برای آزمایش زیستسازگاری گرافن – پلیکپرولاکتون سلول بنیادی مزانشیمال مغز استخوان موش - mMSCs - و
