Skip to main content
SUPERVISOR
Fatallah Karimzadeh,Mahshid Kharaziha-esfahani,Azar Shahpiri
فتح اله کريم زاده (استاد راهنما) مهشيد خرازيهاي اصفهاني (استاد راهنما) آذر شاه پيري (استاد مشاور)
 
STUDENT
Zohreh Najafi
زهره نجفي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Fabrication and characterization of three-dimensional nanocomposite rainbow trout collagen-boron nitride scaffolds for tissue engineering applications
In recent years, the development of scaffolds with suitable physicochemical and biological properties is one of the most important challenges in tissue engineering. The purpose of this project is to investigate the ability of collagen extracted from the skin of rainbow trout to be used in tissue engineering. For this purpose, first collagen was extracted from fish skin and then collagen scaffold was fabricated and evaluated using freeze drying process. Then, due to poor mechanical properties and high collagen degradation rate, the synergic role of boron nitride (BN) nanoparticles as well as two step crosslinking process (hydrothermal (DHT) and glutaraldehyde (GA) crosslinking) to promote the mechanical and biological properties of collagen scaffolds was investigated. The role of cross-linking process and different concentrations of BN nanoparticles (0, 3, 6, 9 and 12 wt%) using FTIR, XRD, DSC, SEM, Compressive strength and degradation tests were evaluated. Finally, the toxicity of scaffolds on MG63 cell line was evaluated. The results confirmed the isolation of type I collagen with good thermal stability compared to other sources. In addition, the synergic role of BN nanoparticles and two-step crosslinking process resulted in a noticeable improvement in degradation rate and mechanical properties of collagen-BN scaffolds. Based on the results, incorporation of 6 wt.% BN along with two-step crosslinking resulted in increase in compressive strength (9.5 times) and elastic modulus (4
چکيده در سال­هاي اخير ، توسعه داربست­هايي با خواص فيزيکي-شيميايي و زيستي مناسب يکي از مهم­ترين چالش­ها در مهندسي بافت است. هدف از اين پروژه، بررسي قابليت کلاژن مستخرج از پوست ماهي قزل­آلاي رنگين­کمان به منظور کاربرد در مهندسي بافت است. در اين راستا، ابتدا کلاژن از پوست ماهي استخراج و سپس داربست کلاژن با استفاده از فرآيند خشکايش انجمادي ساخته و ارزيابي شد. در ادامه، باتوجه به خواص مکانيکي ضعيف و نرخ تخريب بالاي کلاژن، نقش هم­افزايي نانوذرات نيتريد بور و همچنين فرآيند کراس­لينک دو مرحله­اي هيدروترمال- گلوتارآلدهيد جهت ارتقاي خواص داربست­هاي کلاژن مورد بررسي قرار گرفت. از آزمون­هاي طيف­سنجي مادون قرمز با تبديل فوريه، پراش پرتو ايکس، گرماسنجي روبشي افتراقي، الکتروفورز و آمينواسيد آناليزر جهت مشخصه­يابي کلاژن استخراج شده استفاده شد. همچنين، نقش فرآيند کراس­لينک و غلظت­هاي مختلف نانوذرات نيتريد بور (0 ، 3، 6، 9 و 12 درصد وزني) با استفاده از آزمون­هاي طيف­سنجي مادون قرمز با تبديل فوريه، پراش پرتو ايکس، گرماسنجي روبشي افتراقي، ميکروسکوپ الکتروني روبشي، آزمون­هاي استحکام فشاري و تخريب بررسي گرديد. در پايان، سميت داربست­ها بر روي رده سلولي MG63 مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج به دست آمده، استخراج کلاژن نوع I با پايداري حرارتي خوب را در مقايسه با ساير منابع نشان داد. همچنين، نتايج نشان داد، غلظت نانوذرات نيتريد بور و فرآيند کراس­لينک نقش قابل توجهي در اندازه تخلخل­هاي داربست نهايي دارد. به طوري­که انجام فرآيند کراس­لينک همراه با افزودن 12 درصد وزني نيتريد بور منجر به کاهش قطر تخلخل داربست­ها از 12 ±05/150 به 7±53/75 ميکرومتر شد. علاوه بر اين، افزودن همزمان نانوذرات نيتريد بور و انجام فرآيند کراس­لينک دو مرحله­اي، سبب بهبود قابل توجه نرخ تخريب و خواص مکانيکي داربست­هاي کلاژن/ نيتريد بور شد. بر اساس نتايج، حضور 6 درصد وزني نيتريد بور در داربست­هاي نانوکامپوزيتي به همراه کراس­لينک دو مرحله­اي منجر به افزايش مقاومت فشاري (5/9 برابر) و مدول الاستيک (4 برابر) شد. علاوه بر اين، کليه داربست­هاي نانوکامپوزيتي چسبندگي خوب و تکثير بالاي سلول­ها را تأييد کردند. نتايج نشان داد که ترکيب نانوذرات نيتريد بور در طول فرآيند کراس­لينک دو مرحله­اي، نه تنها سبب بهبود چشمگير خواص مکانيکي و حرارتي داربست­هاي کلاژن مي­گردد، بلکه باعث افزايش قابليت زنده ماندن و تکثير بالاي سلول­ها مي­شود که پتانسيل بالاي اين داربست­ها را جهت کاربرد در مهندسي انواع بافت و ساير کاربردهاي پزشکي اثبات مي­کند. کلمات کليدي: مهندسي بافت، کلاژن، ماهي قزل­آلاي رنگين­کمان، نانوذرات نيتريد بور، خواص مکانيکي، نرخ تخريب

ارتقاء امنیت وب با وف بومی