Skip to main content
SUPERVISOR
حسین توانایی (استاد راهنما) ایوب آرپنایی (استاد راهنما) محمد معصومی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Fatemeh Ajalloueian
فاطمه اجل لوئیان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1386
Novel nanofibers from blends of polylactic-co-glycolic acid (PLGA) and chitosan have been produced through an emulsion electrospinning process. The spinning solution employed polyvinyl alcohol (PVA) as the emulsifier. PVA was extracted from the electropsun nanofibers, resulting in a final scaffold consisting of a blend of PLGA and chitosan. The fraction of chitosan in the final electrospun mat was adjusted from 0 to 33%. Analyses by scanning and transmission electron microscopy show uniform nanofibers with homogenous distribution of PLGA and chitosan in their cross section. Infrared spectroscopy verifies that electrospun mats contain both PLGA and chitosan. Moreover, contact angle measurements show that the electrospun PLGA/chitosan mats are more hydrophilic than electrospun mats of pure PLGA. Tensile strengths of 4.94 MPa and 4.21 MPa for PLGA/chitosan in dry and wet conditions respectively illustrate that the polyblend mats of PLGA/chitosan are strong enough for many biomedical applications. DSC and TEM analyses performed on PLGA/chitosan nanofibers show that a microphase separated system has been electrospun. Hence, the term “immiscible but compatible blends” can be applied to the situation. The biocompatibility of the PLGA/chitosan scaffold and its potential for biomedical applications was compared to PLGA nanofibers. NIH 3T3 cell lines and human Mesenchymal Stem Cells (hMSCs) were cultured onto both the scaffolds and the attachment, proliferation and differentiation (stem cells) of the cells were studied. NIH 3T3 Cell culture studies suggest that PLGA/chitosan nanofibers promote fibroblast attachment and proliferation compared to PLGA membranes. It can be assumed that the nanofibrous composite scaffold of PLGA/chitosan could be potentially used for skin tissue reconstruction. Stem cell studies revealed that both PLGA and PLGA/CH scaffolds supported viability and proliferation of human MSC with significantly higher rates on PLGA/CH nanofibers. Nonetheless, spontaneous differentiation of MSC on either PLGA or PLGA/Chitosan demonstrated a multilineage differentiation toward bone, adipose and nerve tissues. With the current work, higher rate of proliferation and viability of stem cells when cultured onto PLGA/CH compared to PLGA scaffold is a proof of concept for priority of emulsion electrospun scaffolds of PLGA/CH for tissue engineering applications. Moreover, seeding and directing the differentiation of MSC into bone and especially to neuron on the PLGA/CH scaffold presented here could be interesting.
با توجه به ویژگی های مطلوب داربست های نانولیفی در کاربردهای داربست کشت سلول و به منظور بهره گیری همزمان از خواص مکانیکی پلیمرهای مصنوعی و خواص زیستی پلیمرهای طبیعی، داربست نانولیفی PLGA/کیتوزان الکتروریسی گردید. به علت خواص شیمیایی متفاوت این دو پلیمر و عدم وجود حلال مشترک مناسب، الکتروریسی بر روی امولسیون این دو پلیمر و با استفاده از محلول پلی وینیل الکل (PVA) به عنوان امولسیفایر انجام گردید. پس از انجام الکتروریسی، PVA به راحتی با قراردادن داربست در محلول اتانل 50% خارج گردید. نتایج نشان داد که سهم کیتوزان در مخلوط الکتروریسی شده تا 33% قابل تنظیم است. داربست تهیه شده با نسبت وزنی PLGA (80%) و کیتوزان (20% ) برای انجام آزمایش های بعدی و نیز کشت سلول های فیبروبلاست موشی و سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی استفاده گردید. آنالیزهای انجام شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری نشان دادند که نانو الیاف، یکنواخت بوده و توزیع همگونی از دو پلیمر PLGA و کیتوزان در سطح مقطع آنها دیده می شود. نتایج FTIR حضور هر دو پلیمر در نانوالیاف تهیه شده را تایید نموده و خواص مکانیکی مطلوبی جهت کاربرد به عنوان داربست های مهندسی بافت در هر دو حالت خشک(استحکام کششی 94/4 مگاپاسکال و ازدیادطول پارگی 39 درصد) و تر (استحکام کششی 30/4 مگاپاسکال و ازدیادطول پارگی 3/27 درصد) اندازه گیری گردید. تست اندازه گیری زاویه تماس آب نشان داد که افزایش کیتوزان منجر به افزایش آبدوستی داربست هیبریدی (24 درجه) در مقایسه با داربست PLGA تنها (5/105 درجه) می گردد. همچنین نتایج آزمون کالریمتری روبشی تفاضلی و آنالیز میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داد که سیستم حاصل از الکتروریسی مخلوط PLGA و کیتوزان جداشده ی فازی در مقیاس میکرو می باشد چرا که تباین مشخصی که بیانگر جدایی دو فاز از یکدیگر باشد در سطح مقطع نانو الیاف دیده نشد و از این رو، این مخلوط به عنوان امتزاج ناپذیز اما سازگار معرفی گردید. مقایسه زیست تخریب پذیری دو داربست نشان داد که داربست مخلوط PLGA و کیتوزان نرخ تخریب بالاتری (25% کاهش جرم پس از 8 هفته) در مقابل داربست PLGA (کاهش جرم 14 درصدی) دارد. در ادامه، پتانسیل این داربست جهت کاربردهای مهندسی بافت پوست بررسی گردید و نشان داده شد که سلول های فیبروبلاست موشی رشد و تکثیر بیشتری بر روی داربست PLGA/کیتوزان در مقایسه با داربست PLGA از خود نشان می دهند. مطالعه ی زیست سازگاری، تکثیر و تمایز (خود به خودی) سلول های بنیادی انسانی بر روی داربست مخلوط PLGA/کیتوزان و مقایسه ی آن با داربست PLGA نیز نشان داد که هر دو داربست PLGA و PLGA/کیتوزان زیست سازگار بوده و از تکثیر سلولی حمایت می نمایند، اما داربست PLGA/ کیتوزان تکثیر و فعالیت متابولیکی بیشتری را در محیط کشت تکثیری حمایت می کند. تمایز خود به خودی سلول های بنیادی کشت داده شده بر روی هر دو داربست پس از 14 روز کشت در محیط کشت تکثیری توسط آنالیز qPCR انجام گردید. نتایج حاکی از این بود که هر دو داربست، به سه رده سلولی استخوان، چربی و عصب تمایز خود به خودی نشان می دهند و تفاوت معنی داری از نظر آماری بین این دو داربست در رابطه با بیان ژن های مورد استفاده مشاهده نگردید. لازم به ذکر است که هیچ یک از این دو داربست از تمایز به سمت غضروف حمایت ننمود و به این ترتیب می توان نتیجه گیری کرد که داربست PLGA/کیتوزان الکتروریسی شده، داربست مناسبی جهت مطالعات هدفمند تمایز به سمت استخوان و عصب می باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی

100%