مقاله ساخت نانوالیاف پلی لاکتیک گلایکولیک اسید/ ژلاتین به روش الکتروریسی و بررسی تخریب پذیری آن

بخشی از مقاله

چکیده:

نانوالیاف پلیمري تولید شده به روش الکتروریسی در سالهاي اخیر کاربرد بسیاري در مهندسی بافت و توسعه سامانههاي رهایش دارو پیدا کردهاند. یکی از پلیمرهاي مورد توجه در این زمینه، پلیلاکتیک گلایکولیک اسید - PLGA - است. این پلیمر به علت زیست سازگاري و زیست تخریبپذیري، گزینه مناسبی براي ساخت داربستهاي مورد استفاده در کشت سلولی میباشد. PLGA داراي خواص سطحی مطلوبی براي چسبیدن سلولها به آن نیست، به همین دلیل اغلب یک پلیمر زیستی مناسب را به منظور بهبود خواص سطحی وارد ساختار داربست مربوطه میکنند. در این پژوهش، نانوالیافی از مخلوط PLGA و ژلاتین که یک پلیمر زیستی است به روش الکتروریسی تهیه شد.

بررسی مورفولوژي نانوالیاف حاصل با میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - نشان داد که افزایش درصد ژلاتین به PLGA سبب بهبود الکتروریسی از طرفی و افزایش قطر الیاف، از طرف دیگر میشود. علاوه بر این، وجود گروههاي آمید نوع اول و آمید نوع دوم پروتئین در نانوالیاف مذکور با روش طیف سنعجی تبدیل فوریه مادون قرمز - - FTIR اثبات شد. شبکه نانوالیاف مذکور در محیط بافري قرار داده و درصد تخریب داربستهاي حاوي درصدهاي مختلف از ژلاتین بررسی شد. نتایج نشان داد که نانوالیاف با درصدهاي 2و %4 از ژلاتین سرعت تخریب مناسبی در محیط بافر فسفات داشته و گزینه مناسبی براي کشت سلولی در سطح آن هستند.

.1 مقدمه:

در سالهاي اخیر رشته نوظهور مهندسی بافت افقهاي جدیدي را پیش روي پژوهشگران علوم زیستی قرار داده است زیرا با کمک آن میتوان نسبت به درمان بسیاري از بیماريها و ضایعاتی که منجر به از دست رفتن بافت و یا عضوي خاص میشود، امیدوار بود. در این میان، مبحث داربستهاي سلولی براي کشت سلول بر روي آنها از اهمیت ویژهاي برخوردار است. بسترهاي تشکیل شده از نانوالیاف پلیمري تولید شده به روش الکتروریسی به علت داشتن نسبت سطح به حجم و تخلخل بسیار زیاد، داراي ساختاري مشابه با ماتریکس خارج سلولی بوده و گزینه مناسبی براي استفاده به عنوان داربست سلولی میباشند . - 2 -

یکی از پلیمرهایی که کاربرد زیادي در این زمینه دارد، پلیلاکتیک گلایکولیک اسید - PLGA - است. این پلیمر خواص سطحی مطلوبی براي اتصال سلولها به سطح ندارد و نسبتا آبگریز بوده، ولی داراي پایداري مناسبی است. ترکیب این پلیمر با پلیمرهاي طبیعی باعث بهبود خواص سطحی آن میشود. از طرف دیگر، ژلاتین پلیمري طبیعی است که از هیدرولیز محدود کلاژن به دست میآید. ژلاتین نسبتاًارزان بوده و ضمن داشتن قابلیت الکتروریسی - تولید الیاف - ، به علت داشتن گروههاي آمینی، باعث چسبندگی بیشتر سلولها به داربستهاي محتوي این ماده میشود. با این حال ژلاتین از نظر خواص مکانیکی بسیار ضعیف است.

لذا این پلیمر در بیشتر موارد با پلیمرهاي سنتزي مخلوط شده و در داربستهاي سلولی مورد استفاده قرار میگیرد . - 1 - الکتروریسی مخلوط ژلاتین و پلی آنیلین براي کاربردهاي مهندسی بافت مثالی از استفاده از این پلیمر در ساخت داربستهاي سلولی است . - 4 - در پژوهشی از داربست نانوالیافی ژلاتین و PLGA براي کشت سلولهاي فیبروبلاست استفاده شده است . - 5 - لذا میتوان انتظار داشت با ترکیب کوپلیمر PLGA و ژلاتین داربست نانوالیافی خواص سطحی مناسب براي چسبیدن، رشد و تمایز سلولها به دست آورد. در عین حال سرعت تخریب داربست را نیز میتوان با تغییر درصد این جزء تا حدي کنترل کرد. در این پژوهش اثر غلظت ژلاتین بر الکتروریسی محلول /PLGAژلاتین - - GL و سرعت تخریب نانوالیاف مذکور در محیط بافر زیستی - - PBS مورد بررسی قرار میگیرد.

.2 مواد و روشها:

.1-2 مواد

در این تحقیق، - 75:25 - PLGA با وزن ملکولی66000-107000 محصول شرکت سیگما، GL نوع B محصول شرکت سیگما، حلال تري فلئورواتانول - TFE - محصول شرکت مرك به کار گرفته شدند. به منظور تولید نانوالیاف از یک دستگاه الکتروریسساختداخل مجهز به پمپ سرنگی مدل JMS sp 500 و منبع تغذیه - kV - 0-45 استفاده شد.

.2-2 تهیه نانوالیاف الکتروریسی PLGA/GL

محلولهاي PLGA خالص با غلظتهاي 15 و - % 20 - w/v و محلولهاي مخلوط از PLGA و ژلاتین به نحوي تهیه شدند که محلول نهایی حاوي غلظتهاي بالا از PLGA و غلظتهاي 2، 4 و یا % 6 - w/v - از ژلاتین بودند. محلول پلیمرهاي خالص ابتدا با حل کردن پلیمر در حلال TFE و تحت همزدن ملایم در مدت 24 ساعت تهیه شدند و سپس به نحوي با هم مخلوط گردیدند که غلظتهاي ذکر شده به دست آید. سپس محلولهاي پلیمري با سرنگی که متصل به سوزن G23 - قطر داخلی - µm 337 بود تحت شرایط فرآینديٍولتاژ - 12 - kV، فاصله سوزن تا جمع کننده 10 cm و شدت جریان پلیمر خروجی0/5 ml/h الکتروریسی شدند. نانوالیاف PLGA/GL بر روي الکترود جمع کننده - فویل آلومینیوم - تشکیل و جمعآوري گردید.

.3-2 بررسی مورفولوژي نانوالیاف با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی

از میکروسکوپ الکترونیروبشی مدل - Seron Technology, AIS 2100 - با ولتاژ کاربردي 20 kV براي تصویربرداري و بررسی مورفولوژي نانوالیاف استفاده ش..

.4-2 بررسی خصوصیات شیمیایی نانوالیاف

براي شناسایی گروههاي عاملی موجود در ساختار نانوالیاف از دستگاه طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه مدل - Jasco, FT-IR-6300 - 400-4000 cm-1 - - ساخت کشور ژاپن استفاده شد.

.5-2 بررسی تخریب نانوالیاف الکتروریسی شده در محیط بافر زیستی         

نمونهها در قطعات 1×1 cm بریده شده و پس از وزن کردن دقیق درون فلاسک حاوي بافرفسفات با pH= 7/4  و غلظت M 0/01 قرار داده شد. سپس ظروف در دماي  37̊C گرماگذاري گردیدند. نمونهها در بازههاي زمانی 3، 7،  10و 14 روز از محیط برداشته، خشک شده و به دقت وزن شدند.