Skip to main content
SUPERVISOR
محمدحسین فتحی (استاد مشاور) ژاله ورشوساز (استاد راهنما) محمدآقا مرشد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Monireh Kouhi
منیره کوهی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Production and Evaluation of Polycaprolactone Blend Nanofibers Containing Simvastatin and Bioactive Glass Nano particles for Controlled Drug Release in Bone Regeneration
In this thesis, poly (caprolactone) (PCL)/poly (ethylene glycol) (PEG) polymer blend nanofibrous web containing Bioactive Glass nanoparticle (BG) and Simvastatin drug has been produced to make a drug release device. PCL/PEG nanofiber was successfully fabricated by electrospinning technique from polymer blend solution containing different amounts of BG (0-20%) and different ratios of PEG in the mixture of chloroform/methanol 75/25 (v/v) as solvent. Different percentage of Simvastatin was added just before the electrospinning (0.6, 6 and 12). Morphological and mechanical characteristics of nanofibrous web were evaluated. Result showed that viscosity of polymer solution increased by increasing the amount of BG, which led to an increase in the average fiber diameter observed by SEM, moreover viscosity was decreased with an increase in the ratio of PEG and consequency nanofibers with smaller and less uniform diameter were produced. Result showed that the amount of drug has no significant effect on nanofiber diameter. Tensile stress was dependent on the amount of BG. By increasing the percentage of BG from 0 to 15%, tensile stress was significantly increased; however there is a decrease in the tensile stress by increasing the amount of BG up to 20% which is probably due to agglomeration of BG in polymeric nanofibers. DSC analysis was utilized to investigate the effect of BG on the crystallinity and structural properties of nanofiber and also the probable chemical interaction of polymer and drug. DSC result showed that by increasing the amount of BG, crystallinity of polymeric nanofiber was increased, these result also showed that the melting peak of the drug disappeared in the nanofiber containing drug that showed drug molecules are in the amorphous form in the nanofiber. Result of degradation tests indicated that the presence of BG and the addition of PEG increased the degradation rate of nanofibrous web that was due to an increase in its hydrophilicity. Drug release rate was studied in the phosphate buffer medium with pH 7.4; the amount of drug dissolved in this medium was determined by using the UV spectrophotometery. Results showed that the drug release rate was affected by the amount of the BG also the ratio of PEG. By increasing the amount of BG, initial release rate was decreased but the amount of drug that was released in prolonged time was increased, also by increasing the PEG ratio; the release rate was increased that is because of increase in nanofiber biodegradability. SEM images and XRD analysis showed hydroxyapatite layer formation on the surface of nanofibrous web after soaking in simulated body fluid (SBF). Our study showed that this novel nanofibrous composite web can release Simvastatin in the controlled manner and has ability to form apatite layer in biological solution on the nanofiber surface so it has good potential in bone regeneration applications
در این تحقیق وب نانوالیاف پلی کاپرولاکتون(PCL)/ پلی اتیلن گلیکول(PEG) حاوی نانوذرات شیشه زیست فعال (BG) و داروی سیمواستاتین تولید شد تا ایجاد یک سیستم رهایش دارو کند. نانوالیاف PEG/PCL به طور موفقیت آمیز به روش الکتروریسی از محلول مخلوط پلیمرها و حاوی مقادیر مختلف BG (0 تا 20%) و مقادیر مختلف PEG در مخلوط حلال¬های کلروفرم/متانول 75/25 (v/v) تولید شدند. سیمواستاتین قبل از الکتروریسی با مقادیر مختلف (6/0، 6 و 12%) نسبت به وزن پلیمر، به محلول پلیمری اضافه شد. نتایج نشان داد که ویسکوزیته محلول پلیمری با افزایش مقدار نانوذره افزایش یافت که باعث افزایش قطر الیاف مشاهده شده توسط SEM شد. بعلاوه ویسکوزیته محلول پلیمری با افزایش نسبت PEG کاهش یافت، در نتیجه نانوالیاف با قطر کوچکتر و یکنواختی کمتر تولید شدند. همچنین نتایج SEM نشان داد که مقدار دارو، تاثیر معنی داری بر قطر الیاف دارد. نتایج آزمایشات مکانیکی نشان داد که استحکام کششی الیاف به مقدار BG بستگی داشت بگونه¬ای که با اضافه کردن نانوذرات شیشه زیست فعال از 0 تا 15%، استحکام کششی بطور معنی¬داری افزایش یافت اما با افزایش درصد نانوذره تا 20%، کاهشی در استحکام کششی مشاهده شد که احتمالاً به دلیل آگلومره شدن BG در نانوالیاف پلیمری می¬باشد. آنالیز حرارتی DSC به منظور بررسی تاثیر BG بر خواص ساختاری و فیزیکی نانوالیاف و واکنش شیمایی احتمالی پلیمر و دارو استفاده شد. نتایج DSC نشان داد که با افزایش مقدار BG، کریستالینیتی پلیمر افزایش یافت، این نتایج همچنین نشان داد که پیک ذوب دارو در نانوالیاف حاوی دارو ناپدید شده است که نشان دهنده قرار گرفتن دارو به حالت آمورف در نانوالیاف می¬باشد. نتایج آزمایش تخریب پذیری مشخص کرد که حضور BG و اضافه کردن PEG نرخ تخریب پذیری وب نانوالیاف را افزایش می¬دهد که این به دلیل افزایش خاصیت آبدوستی نانوالیاف می¬باشد. نرخ رهایش دارو در محیط بافر فسفات با 4/7=pH مطالعه و مقدار داروی حل شده در این محیط با استفاده از اسپکتروفتومتری UV تعیین شد. نتایج رهایش نشان داد که نرخ رهایش دارو تحت تاثیر مقدار BG و نسبت PEG می¬باشد. با افزایش مقدار BG، نرخ رهایش اولیه کاهش یافت اما مقدار داروی آزاد شده در طولانی مدت افرایش یافت. همچنین با افزایش نسبت PEG نرخ رهایش دارو افزایش یافت که این به دلیل افزایش نرخ تخریب پذیری نانوالیاف می¬باشد. تصاویر SEM و آنالیز XRD تشکیل لایه هیدروکسی آپاتیت را بر روی سطح وب نانوالیاف حاوی نانوذره، بعد از غوطه¬وری در محلول شبیه سازی شده بدن (SBF) به مدت سه روز نشان می¬دهد. تصاویر SEM مشخص کرد که با ادامه قرار دادن نمونه¬ها در SBF، به مدت 14، 21 و 28 روز، سطح نانوالیاف با لایه هیدروکسی آپاتیت پوشانده شده است. تحقیقات ما نشان داد که این نانوالیاف کامپوزیتی جدید می¬تواند سیمواستاتین را با رفتار کنترل شده¬ای رهایش دهد و توانایی تشکیل لایه آپاتیت را بر روی سطح خود در محلول بیولوژیکی و بنابراین پتانسیل خوبی در کاربردهای بازسازی استخوان دارد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی