بخشی از مقاله
خلاصه
تشکیل کمپلکسهای پلی الکترولیت، به عنوان یکی از روش های تهیه هیدروژلها محسوب میشود که حاصل برقراری جاذبه الکتروستاتیک بین یک پلیآنیون و پلیکاتیون می باشد. همچنین از این روش برای اصلاح کردن خواص پلیمرها از جمله کیتوسان، استفاده میگردد. در این پژوهش، هیدروژل های زیست سازگار با نسبت های مختلفکیتوسان و هیالورونیک اسید، از طریق تشکیل یک کمپلکس پلی الکترولیت بین گروه های آمینی کیتوسان و کربوکسیلیک اسید هیالورونیک اسید، تهیه گردید.
خواص جذب آب، پایداری گرمایی، استحکام مکانیکی، اطلاعات ساختاری با روش FT-IR، TGA و ریخت شناسی و میزان تخلخل با میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد سنجش قرار گرفت. مشاهده شد، هیدروژل های تشکیل شده با نسبت های مختلف دارای خواص جذب آب و استحکام مکانیکی بهتری نسبت به کیتوسان می باشند. درواقع، تشکیل کمپلکس پلی الکترولیت روشی برای اصلاح خواص کیتوسان است. از طرفی هرچه مقدار هیالورونیک اسید بیشتر می شود، این خواص بهتر می شوند و میزان تخلخل در هیدروژل های حاصل افزایش می یابد.
1. مقدمه
پوست بزرگترین اندام در بدن مهره داران بوده و 0,1 وزن بدن می باشد. از اپی درم، درم و هیپودرم تشکیل یافته و نقش بسزایی در جلوگیری از آسیب های مکانیکی و شیمیایی به بدن ایفا می کند . لذا هر آسیبی اعم از بیماری، سوختگی، جراحت در قسمتی از آن، عواقب بسیار بد روحی و جسمی را حاصل می کند. بنابراین یکی از حوزه های مهندسی بافت، پوست است. یک داربست مطلوب به منظور استفاده در مهندسی بافت باید دارای خواص مکانیکی مناسب، زیست سازگاری فوق العاده، زیست تخریب پذیری قابل کنترل باشد.
هیالورونیک اسید بخشی از ماتریکس خارج سلولی میباشد با توانایی جذب آب و حفظ آن در چسبندگی، مهاجرت و تکثیر سلولی موثر می باشد. اخیرا به عنوان کاربردهای زیست پزشکی در درمان زخم ها و مهندسی بافت و همچنین عمل جراحی چشم بکار گرفته شده است.کیتوسان پلیمری زیستی است که به روش استیل زدایی از کیتین بدست می آید. به دلیل مزیت های عمده ای نظیر توقف خونریزی و التیام زخم، تسریع در ترمیم بافت آسیب دیده و خواص آنتی باکتریال کاربرد گسترده ای در مهندسی بافت دارد که میتواند در فرم های مختلفی قالب بندی شود و ساختاری متخلخل با خشک کن انجمادی تشکیل دهد.
مهندسی بافت در درمان ضایعات پوستی و استخوانی توجهات زیادی را به خود معطوف داشته است. که از دلایل آن می توان به عدم توانایی ترمیم خودبخودی بافت ها و همچنین عدم امکان انجام پیوند به علت ایمنی زایی اشاره کرد. بسته به نوع آسیبی که به بافت وارد می شود چنانچه شدت جراحت پایین باشد بافت آسیب دیده توسط سلول های بنیادی خود ترمیم می شود اما اگر شدت جراحت زیاد باشد به گونه ای که سلول بنیادی نیز از بین رفته باشد در این صورت می توان با بهره گیری از مهندسی بافت، یافت آسیب دیده را درمان کرد.
در واقع مهندسی بافت با ارائه ساختاری مشابه با ساختار یک بافت طبیعی که داربست سلولی خوانده می شود امکان اتصال و رشد سلول های بنیادی در آن را فراهم می کند. داربست هایی که به این منظور ساخته می شوند باید دارای ویژگی هایی از قبیل زیست سازگاری، پایداری، عدم سمیت سلولی،عدم ایمنی زایی، قابلیت تجزیه زیستی و خصوصیات مکانیکی و فیزیکی مناسبی باشند. از این رو هدف مطالعه ساخت هیدروژل زیست سازگار با قدرت جذب بالای آب، شفاف، انعطاف پذیر با قابلیت تعویض آسان و راحت ، عبور دهنده اکسیژن به محل زخم بدون هرگونه آلودگی میکروبی همراه با استحکام کششی و فشاری مناسب انجام شد.
.2مواد و روش ها مواد اولیه
هیدروژل زیست سازگار به عنوان پانسمان جدید و به منظور درمان زخم های پوستی با مواد زیر به روش سل- ژل و از برهم کنش یونی تهیه گردید: کیتوسان با درجه استیل زدایی - Sigma Alderich - % 85 ، هیالورونیک اسید - C14H21NO11 - n شرکت BioWorld، استیک اسید بلژیکی وسایل و تجهیزات مورد استفاده: وسایل آزمایشگاهی pH متر Metrohm، ترازوی دیجیتال، همزن مغناطیسی Heidolph، کوره دستگاه های مورد استفاده جهت مشخصه یابی و شناسایی دستگاه طیف سنجی زیر قرمز BRUKER جهت شناسایی ساختار، دستگاه خشک کن انجمادی CHRist به منظور ایجاد تخلخل، میکروسکوپ الکترونی روبشی KYKY مدل EM3200 ، دستگاه استحکام کششی SANTAM به منظور بررسی مقاومت کششی و دستگاه گرما وزن سنجی PerkinElmer جهت بررسی پایداری حرارتی در ابتدا، محلول های % 2 وزنی کیتوسان و %0,05 هیالورنیک اسید در ترکیبی از آب دیونیزه تهیه گردید.
برای حل کردن کیتوسان و هیالورونیک اسید، از همزن مغناطیسی با دور 800 rpm و در دمای محیط برای مدت 1 ساعت استفاده گردید. پس از انحلال کامل، به منظور تشکیل هیدروژل، این دو محلول با نسبت های مختلف مطابق با جدول - - 1-2، به یک دیگر اضافه شده و به مدت 1 ساعت بر روی همزن مغناطیسی با دور 1000rpm قرار گرفتند. در ادامه درون پتری دیش ریخته شده و به مدت 5 ساعت در کوره با دمای 55درجه سانتیگراد قرار گرفتند تا کاملاً خشک شوند. به این ترتیب فیلم هیدروژل حاصل، تشکیل می گردد که توسط آزمون های مختلف مورد سنجش قرار می گیرد.
روش های مشخصه یابی خاصیت جذب آب و متورم شدن هیدروژل
در استاندارد صنعتی ژاپن K81050 یک روش برای اندازه گیری تورم در هیدروژل ارائه گردیده است که بر اساس آن، هیدروژل خشک در آب دیونیزه به مدت 48 ساعت در دمای اتاق غوطه ور می گردد. پس از تورم، به آرامی از آب خارج گردیده و آب سطحی آن توسط یک فیلتر با مش های کوچک جدا می شود.
