Skip to main content
SUPERVISOR
Laleh Ghasemi Mobarakeh,Mahshid Kharaziha-esfahani,TAYEBEH BEHZAD
لاله قاسمی مبارکه (استاد راهنما) مهشید خرازیهای اصفهانی (استاد مشاور) طیبه بهزاد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Zahra Moazzami Goudarzi
زهرا معظمی گودرزی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Preparation and characterization of electrospun nanofibers made of polycaprolactone (PCL) / gelatin containing cellulose nanofibers for tissue engineering application
The skin is a heterogeneous viscoelastic substance whose properties depend on the age, the person and the location of the skin. Various diseases or environmental injuries such as accidents, surgeries, chemical and chronic burns can easily destroy skin tissue. Application of nanofiber mats made by electrospining method due to high surface area, morphological control and other properties, in medicine and tissue engineering science is the most important tool for researchers in restoring damaged tissues. Poly (?-caprolactone) (PCL) is a non-toxic synthetic polyesters with suitable physical properties, and semi-crystalline. Gelatin (Gel) is a natural hydrophilic polymer synthesized from amino acids linked by peptide bonds. Cellulose nanofibers (CNF) are one of the most important natural crystalline polymers with low density, high mechanical properties, and favorable economic value. In this research, scaffolds of these three biodegradable and biocompatible polymers with a concentration of 10% (w/w) PCL/Gel polymer in AA-FA (3: 1) solvents with different ratios (70:30) P70, (50:50) P50, and (30: 70) P30 and different percentages of cellulose nanofibers of 1, 2, 3, and 6% were prepared and electrically spun under optimized conditions. To optimize the solution conditions, viscosity and electrical conductivity of different polymer concentrations were measured. Fourier transform spectroscopy was carried out to confirm the presence of all three polymer materials. To investigate the quality of elctrospun mats, morphology and porosity of nanofibers mats were examined via SEM. In addition, the mechanical properties and crystallinity of the electrospun scaffolds were studied using Zwick machine and XRD, respectively. Moreover, the hydrophilic properties of the scaffolds were investigated through the contact angle measurement. The rate of degradation of polymeric scaffolds immersed in solution at 37 ?C to 60 days and also the morphological studies of scaffolds and ultimately Fibroblast cell culture and endemic sclera Osmith (MTT) on scaffolds were studied. Among the most important results: reaching a 95.98 nanometer diameter for nanofibers in the P70 compound, the mean pore size of all nanowire polymeric scaffolds ranging from 1.6 to 6.5 nm, increasing the hydrophilic properties after addition CNF, increasing mechanical properties and maintaining the stability of nanoparticulate polymer scaffolding with P70 polymer ratio after adding CNF to 2% by weight and achieving a tensile stress of 3.24 MPa and a tensile modulus of 25.75 MPa, the highest crystallinity of 56.82% after Adding CNF and enhancing the adhesion and growth of fibroblast cells following the addition of CNF to polymeric PCL/Gel scaffolds. Keywords: Tissue engineering, Poly (?-caprolactone), Gelatin (Gel), Cellulose nanofiber (CNF), Fibroblast cell.
پوست بدن، ماده ویسکوالاستیک ناهمگنی است که خواص آن به سن، شخص و محل پوست بستگی دارد. بیماری های مختلف یا آسیب های محیطی مانند تصادفات، جراحی ها، سوختگی های شیمیایی و مزمن به راحتی می توانند بافت پوست را ازبین ببرند. نانوالیاف الکتروریسی شده بدلیل بالا بودن سطح مخصوص، مورفولوژی قابل کنترل و سایر خواص، در پزشکی و علم مهندسی بافت مهمترین ابزار پژوهشگران در بازسازی بافت های آسیب دیده شده است. پلی(?-کاپرولاکتون) (PCL) پلی استری سنتزی غیر سمی با خواص فیزیکی مناسب است. ژلاتین (Gel) پلیمر طبیعی آب دوست و نانوالیاف سلولزی (CNF) از مهمترین پلیمرهای کریستال طبیعی است که بدلیل چگالی پایین و خواص مکانیکی بالا مورد توجه هستند. در این پژوهش داربست هایی از این سه پلیمر زیست تخریب پذیر و زیست سازگار با غلظت (w/w)10% از پلیمرهای Gel/PCL با نسبت های مختلف (70:30)P70 ، (50:50) P50 و (30:70)P30 و افزودن ترکیب درصدهای مختلف 1، 2، 3 و 6% وزنی پلیمر به هر سه ترکیب درصد محلول پلیمری P70، P50 وP30 ، در حلال های استیک اسید/فرمیک اسید (3:1) تهیه و در بهترین شرایط الکتروریسی (ولتاژ Kv 12، فاصله بین نازل و غلطک جمع کننده cm 13 و نرخ تغذیه ml/h1/0) شدند. همچنین بهترین نمونه از نظر خواص مکانیکی، آبدوستی و سایر خواص برای کشت سلول های فیبروبلاست انتخاب شد. از جمله اقدامات آزمایشگاهی و عملی انجام شده در راستای انجام این پژوهش، آزمون طیف سنجی تبدیل فوریه و بررسی حضور هر سه ماده پلیمری (FTIR)، بررسی گرانروی و هدایت الکتریکی محلول های الکتروریسی، بررسی مورفولوژی( اندازه گیری قطر نانوالیاف و درصد تخلخل مابین آن ها) نانوالیاف تولید شده (از طریقSEM)، بررسی خواص مکانیکی داربست های الکتروریسی شده با دستگاه زوییک، بررسی میزان بلورینگی داربست ها ( از طریق XRD)، بررسی خواص آب دوستی داربست ها از طریق آزمون زاویه تماس با آب (Cantact Angel)، بررسی میزان نرخ تخریب داربست های پلیمری با غوطه وری در محلول در دمای ?C 37 تا 60 روز و بررسی موروفولوژی داربست ها و در نهایت بررسی مورفولوژی کشت وسمیت سلول های فیبروبلاست بر سطح داربست های نهایی (MTT) هستند. از جمله مهمترین نتایج بدست آمده می توان به: دستیابی به قطر 95 نانومتر برای نانوالیاف در ترکیب P70، میانگین اندازه حفرات همه داربست های پلیمری نانولیفی در محدوده بین 5/1-6 میکرومتر مربع، افزایش خواص آب دوستی پس از افزودن CNF، افزایش خواص مکانیکی و حفظ پایداری ظاهری داربست پلیمری نانولیفی با نسبت پلیمر P70 پس از افزودن CNF تا 2 درصد وزنی و رسیدن به استحکام 24/3 و مدول کششی 75/25 مگاپاسکال، بیشترین میزان بلورینگی با 82/56 درصد پس از افزودن CNF و بهبود چسبندگی و رشد سلول های فیبروبلاست به دنبال افزودن CNF به داربست های پلیمری حاوی PCL/Gel اشاره کرد. کلمات کلیدی: مهندسی بافت پوست، پلی(?-کاپرولاکتون)، ژلاتین، نانوالیاف سلولزی، الکتروریسی، سلول فیبروبلاست.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی