Skip to main content
SUPERVISOR
حمید زیلوئی (استاد راهنما) شهره مشایخان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mehdi Aezi Noori
مهدی عائذی نوری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Consideration of the Influence of Crosslinker Ratio and Collagen Concentration on Storage Modulus and Pore Size in preparation of collagen membranes
Generally guided bone regeneration uses membranes to separate the wound from invading soft tissue cells in order to provide a proper place for bone cells to proliferate and function. Ideally a membrane should be biodegradable, own proper physical characteristics, porous and non toxic. Biodegradability of the membrane prevents from second surgery in order to be extracted. In our current research we chose collagen as our funding material to make a membrane. Collagen was dissolved in 5.0 molar acetic acid for 24 hours, freeze dried and then was crossed linked by NHS and EDC solutions using MES buffer. It was then washed and freeze dried again. In this experiment by performing Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) for crosslinked and non-crosslinked samples it was verified that the bonds in the crosslinked sample was much more strengthened in compare with the non-crosslinked one. Afterwards by performing mechanical test with Anton Paar rheometer and SEM analysis it was concluded that among 5, 10 and 20 mg/ml concentrations of collagen the latest revealed the best results in terms of physical properties and pore size. Collagen sample derived from 20 mg/ml concentration of collagen solution and crosslinked with the same mole ratio of crosslinker had the pore size with the range of 27 to 96 microns and it is comparable with commercial samples. As the effect of the crosslinker ratio on storage modulus had not been considered in previous projects, by applying the regarded tests it was also shown that a same ratio of EDC and NHS provides the highest storage modulus. The highest storage modulus was 4.58 Mpa and belonged to the collagen sample derived from 20 mg/ml concentration of collagen solution and crosslinked with the same mole ratio of crosslinker which showed 37% increase in compare with the same collagen concentration but with different crosslinker mole ratio (EDC:NHS=2:1). By comparing the SEM images of non-crosslinked sample as a control sample with other crosslinked samples it was concluded that crosslinking causes a much more regular morphology in collagen structure. Additionally, crosslinked samples show a wider range of pore sizes in compare with the non-crosslinked sample. Key Words membrane, collagen, crosslink, pore size.
به طور کلی بازسازی هدایت شده بافت استخوان به واسطه استفاده از غشا ها صورت می گیرد. این غشا به صورت فیزیکی از تهاجم سلوهای بافت نرم به زخم جلوگیری نموده و محیط را برای فعالیت سلولهای استخوانی مطلوب میکند. به صورت ایده آل غشا بایستی متخلل، زیست تخریب پذیر ، دارای ثبات فیزیکی و غیر سمی باشد. زیست تخریب پذیری غشا باعث می شود تا نیازی به جراحی ثانویه برای خارج کردن غشا نباشد.در این پروژه سعی بر آن شد تا ابتدا با انتخاب یک ماده مناسب به عنوان ترکیب اصلی، برخی از ویژگی های مطلوب برای غشای ایمپلنت دندانی برآورده شود. بنابراین کلاژن به عنوان ماده اصلی در ساخت غشا انتخاب شد. کلاژن به مدت 24 ساعت در استیک اسید با غلظت 5/0 مولار حل شد، خشک و منجمد شد و سپس توسط (EDC) N-(3-Dimethylaminopropyl)- ethylcarbodiimide hydrochloride و N-hydroxysuccinimide(NHS) و در بافر3-(N-morpholino)ethane sulfonic acid (MES)اتصال عرضی داده شد، شسته شد و مجددا خشک و منجمد شد. در این آزمایش با استفاده از آزمون طیف ستجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) و بررسی تفاوت شدت قله ها در طول موج های عبوری در نمونه های اتصال عرضی شده و اتصال عرضی نشده اثر اتصال عرضی به عنوان یک فرآیند تحکیم کننده پیوند مشاهده شد همچنین با استفاده از تغییر دادن غلظت محلول کلاژن، انجام آزمون های مکانیکی توسط روانه سنج (رئومتر) آنتون پار و تصویربرداری با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) این نتیجه به دست آمد که در میان غلظت های 5 و 10 و 20 میلی گرم بر میلی لیتر محلول کلاژن، بالاترین غلظت بیشترین مدول ذخیره و همچنین مطلوب ترین اندازه تخلخل را دارد. دامنه اندازه حفرات غشای کلاژنی به دست آمده از محلول با غلظت 20 میلی گرم بر میلی لیتر و اتصال عرضی داده شده با نسبت 1:1 EDC:NHS= در بازه 27 تا 96 میکرون بوده است که در مقایسه با نمونه های تجاری هماهنگی خوبی دارد. در ضمن با توجه به عدم مقایسه اثر نسبت اتصال دهنده های عرضی روی مدول ذخیره در کارهای قبلی با آزمایش روی نسبت اتصال دهنده عرضی این نتیجه گرفته شد که نسبت1:1 EDC:NHS= برای اتصال دهنده عرضی نتیجه بهتری در استحکام مکانیکی نمونه ها می دهد. بیشترین مدول ذخیره برای غشای کلاژنی به دست آمده از محلول با غلظت 20 میلی گرم بر میلی لیتر و اتصال عرضی داده شده با نسبت1:1 EDC:NHS= بود که در حدود 58/4 مگاپاسکال به دست آمد که در مقایسه با همین غلظت کلاژن اما با نسبت اتصال دهنده عرضی 2:1 EDC:NHS= 37% افزایش را نشان می داد.با به کار بردن یک نمونه اتصال عرضی داده نشده به عنوان نمونه شاهد و مقایسه تصویر SEM آن با نمونه های اتصال عرضی داده شده به هم پیوستگی بیشتری در نمونه های اتصال عرضی داده شده مشاهده شد. علاوه بر این اتصال عرضی دادن موجب افزایش دامنه اندازه حفرات و زیاد شدن تفاوت آنها با یکدیگر می شود. کلمات کلیدی: 1- غشای ایمپلنت دندانی 2- کلاژن3- اتصال عرضی 4- اندازه تخلخل

ارتقاء امنیت وب با وف بومی