Skip to main content
SUPERVISOR
Rahmatollah Emadi,Mahshid Kharaziha-esfahani
رحمت اله عمادی (استاد راهنما) مهشید خرازیهای اصفهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Negar Rajabi dehnavi
نگار رجبی دهنوی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396
A hemostatic adhesive hydrogel with multifunctional properties is required for surgical sealants. Herein, we engineered a mechanically robust nanocomposite hydrogel with significant adhesion strength and blood clotting. This nanocomposite hydrogel compromised of thiolated gelatin (Gel-SH) and gelatin methacrylate (GelMA) to support cell viability and proliferation and polydopamine functionalized Laponite? (PD-LAP) to promote mechanical properties, adhesion strength and blood clotting. Nanocomposite hydrogels were formed via three chemical interactions of Michael reaction between Gel-SH and GelMA, photo-crosslinking of GelMA and covalent interaction between PD-LAP and hydrogel structure. Results revealed that the swelling ratio, biodegradability, and mechanical properties of nanocomposite hydrogels were significantly controlled by adjusting the concentration of PD-LAP. For instance, nanocomposite hydrogels exhibited tensile and compressive strength in the range of 22-84 kPa and 54-153 kPa, respectively, depending on the PD-LAP content. Furthermore, nanocomposite hydrogels revealed great recovery ability, strong tissue adhesiveness and significantly less blood clotting time than Gel-SH/GelMA hydrogel (2.25 min). Our results indicated that nanocomposite hydrogels were cytocompatible and supported the viability of proliferation of L929 cells. The simplicity, low cost, tunable mechanical properties, excellent blood clotting time, and cytocompatibility of the hydrogel comprised of Gel-SH, GelMA, and PD-LAP highlight its potential for hemostat sealants.
جراحی همواره یکی از راه های پیش رو در جهت درمان و یا التیام بیماری های گوناگون است. رکن اصلی هر جراحی، باز شدن محل جراحی به منظور دسترسی به عضو بیمار و در نتیجه زخم و خون ریزی است. چالش­های موجود در روش­های سنتی بستن زخم مانند بخیه­زدن، منجر به توسعه مواد جایگزین بخیه مانند چسب­ها شده است. هدف از پژوهش حاضر، ساخت و مشخصه­یابی چسب هیدروژلی نانوکامپوزیتی تزریق پذیر بر پایه ژلاتین متاکریلات(ژلما)، ژلاتین تیول دار و نانوصفحات لاپونیت اصلاح شده با پلی دوپامین برای کاربرد به عنوان چسب در جراحی­های داخلی است. همچنین، غلظت نانوصفحات لاپونیت (5/0، 1 و2 درصد وزنی) جهت رسیدن به خواص بهینه مورد بررسی قرار می­گیرد. در این راستا، ابتدا ژلما و ژلاتین تیول­دار سنتز و مشخصه­یابی شد. همچنین، نانوصفحات لاپونیت با استفاده از پلی دوپامین اصلاح شد. در ادامه، هیدروژل نانوکامپوزیتی حاوی غلظت­های مختلفی از نانوصفحات لاپونیت ساخته شد. از آزمون­های میکروسکوپی الکترونی روبشی جهت ارزیابی مورفولوژی هیدروژل­ها و نانوصفحات لاپونیت استفاده شد. همچنین، از آزمون های پراش پرتو ایکس، طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه و آزمون رزونانس مغناطیسی هسته جهت ارزیابی خواص پیش ماده­های سنتز شده و هیدروژل نانوکامپوزیتی استفاده شد. در ادامه، قابلیت تورم و نرخ تخریب هیدروژل­ها ارزیابی شد. همچنین، خواص مکانیکی فشاری، کششی و فشاری دوره­ای هیدروژل­ها مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر این، قابلیت چسبندگی هیدروژل­ها به بافت طبیعی و میزان استحکام چسبندگی و هم چنین توانایی و مدت زمان لخته سازی خون درآن ها نیز ارزیابی شد. در پایان برهمکنش هیدروژل­ها با سلول­های فیبروبلاست مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که هیدروژل ژلما-ژلاتین تیول­دار در مدت 55 ثانیه تحت پیوندهای عرضی شکل گرفت. این پیوندها شامل برهمکنش میشل بین کربن و گوگرد و اتصال کوالانسی در نتیجه تحریک نوری زنجیره ژلما بود. همچنین، افزودن نانوصفحات لاپونیت اصلاح شده با پلی دوپامین با ایجاد برهمکنش­های هیدروژنی با زنجیره پلیمری منجر به کنترل قابل توجه خواص فیزیکی، مکانیکی و زیستی آن شد. نتایج نشان داد که حضور نانوصفحات اصلاح شده با غلظت های متفاوت باعث تغییر استحکام کششی و فشاری هیدروژل ها به ترتیب در بازه های 17 تا 76 کیلوپاسکال و 54 تا 153 کیلوپاسکال شد. به علاوه حضور نانوصفحات اصلاح شده باعث بهبود خواص برگشت پذیری هیدروژل، قدرت چسبندگی بالاتر به بافت و افزایش قدرت لخته سازی خون شد. در این راستا، افزودن 2 درصد وزنی از نانوصفحات لاپونیت باعث افزایش استحکام چسبندگی از 68 به 116 شد. همچنین، افزودن 2 درصد وزنی از نانوصفحات لاپونیت به زمینه سبب کاهش قابل توجه زمان لخته سازی خون از 5/5 به 5/1 دقیقه شد. نتایج همچنین تایید کرد که هیدروژل­های نانوکامپوزیتی هیچ­گونه پاسخ سمیتی در برابر سلول­های فیبروبلاست نداشته و همچنین سبب بهبود قابل توجه رشد و تکثیر سلول­های فیبروبلاست (65/3 برابر هیدروژل بدون نانوصفحات لاپونیت) شد. به طور خلاصه، با توجه به قیمت پایین، سادگی در استفاده، خواص مکانیکی متغییر، قابلیت برگشت پذیری سریع و قدرت لخته سازی عالی خون، هیدروژل نانوکامپوزیتی ژلما-ژلاتین تیول دار/نانوصفحات لاپونیت اصلاح شده با پلی دوپامین پتانسیل استفاده در چسب های جراحی را دارا هستند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی