دانلود پروژه:تهيه هیدروژل درجا تشکيل شونده (تزریق شدنی) از صمغ طبيعي کتيرا و استفاده از آن در مهندسي بافت غضروف

تعداد174 صفحه در فایل word

رساله دكتري مهندسي شيمي- بيوتكنولوژي

تهيه هیدروژل درجا تشکيل شونده (تزریق شدنی) از صمغ طبيعي کتيرا و استفاده از آن در مهندسي بافت غضروف

چكيده

کتیرا صمغی طبیعی با کاربرد گسترده در صنایع غذایی، دارویی و بهداشتی است، اما تاکنون پژوهش‌های اندکی درباره امکان استفاده از آن در سامانه‌های نوین زیست‌پزشکی انجام شده است. در این پژوهش تلاش شد بر مبنای روش‌های اصلاح خواص پلیمرهای طبیعی، یک سامانه درجا تشکیل شونده از کتیرا تهیه شود و در ادامه این هیدروژل برای استفاده در مهندسی زیست‌پزشکی و به طور خاص مهندسی بافت غضروف ارزیابی شود. در ابتدا عامل‌دارسازی صمغ کتیرا با تیرامین با دو روش مختلف بر روی گروه‌های اسیدی و متیل‌استری کتیرا انجام و ويژگي‌هاي کتیرا و كتيراي عامل‌دار ارزيابي شد. برای تهیه هیدروژل، آنزیم هرس رادیش پراکسیداز و هیدروژن پراكسيد با محلول پلیمر عامل‌دار مخلوط شد. هیدروژل بدست آمده از نظر ساختار، زمان ژل شدن، رفتار تورمی و تخریب‌پذیری در محیط برون‌تني و رفتار رئولوژیکی ارزیابی شد. در این مرحله اثر نوع کتیرای استفاده شده، روش و میزان عامل‌دارسازی، غلظت محلول پلیمری، هیدروژن پراكسيد و آنزیم بر ویژگی‌های هیدروژل بررسی شد. هم‌چنين برای بهبود خواص هیدروژل، کاهش وزن مولکولی کتیرا با تابش‌دهی گاما و آمیزه‌سازی با ژلاتین عامل‌دار شده با تیرامین، مطالعه شد. در ادامه براي ارزيابي امکان استفاده از سامانه تهیه شده به عنوان داربست درجا تشکیل شونده در مهندسی بافت غضروف، آزمون‌هاي برون‌تنی توانايي زنده ماندن و تمايز غضروفي سلول‌های بنیادی مزانشیمی انسانی کپسوله شده در داربست انجام شد. کتیرا و کتیرای عامل‌دار در غلظت‌های کمتر از 05/0 درصد وزنی حجمی دارای اثر مثبت بر رشد سلول‌های مطالعه شده بودند. با افزودن عوامل تشکیل ژل به محلول کتیرای عامل‌دار، در اثر ایجاد پیوند کوالانسی بین گروه‌های فنولی، هیدروژل شکل گرفت. خصوصیات تورمی و رئولوژیکی و زمان تشکیل هیدروژل یاد شده با تغییر پارامترهای واکنش قابل تنظیم بود. زمان ژل شدن، قابل تنظيم در زمان كمتر از يك دقيقه بود. همچنین درجه تورم تعادلی هیدروژل، در محدوده 1000-3000 درصد بود. با توجه به نتایج آزمون‌های رئولوژیکی، هیدروژل تهیه شده از کتیرای عامل‌دار، هیدروژلی نرم و کشسان با مدول ذخیره کمتر از 1000 پاسکال بود. با استفاده از تابش گاما، امکان افزایش غلظت محلول پلیمری و در نتیجه افزایش مدول ذخیره هیدروژل تا حدود 1300 پاسکال ایجاد شد. هم‌چنين آمیزه‌سازی با ژلاتین عامل‌دار موجب افزایش مدول ذخیره هیدروژل تا حدود 1200 پاسکال شد. آزمون توانايي زنده ماندن سلول‌های کپسول شده در هیدروژل نشان داد، در شرایط مناسب تشکیل، بیش از 90% سلول‌ها در حین فرآیند کپسوله کردن توانايي زنده ماندن خود را حفظ می‌کنند و در مدت زمان 21 روز گرماگذاری، بیش از 75% از سلول‌ها زنده می‌مانند. هم‌چنين نتیجه تمایز برون‌تنی سلول‌های كپسوله شده در هیدروژل نشان داد، تمایز سلولی برای سلول‌های کپسول شده در هیدروژل رخ داده است.

واژگان كليدي: كتيرا؛ هيدروژل درجا تشكيل شونده؛ ژل شدن آنزيمي؛ آنزيم هرس راديش پراكسيداز؛ هيدروژن پراكسيد؛ کاربردهای زيست‌پزشكي؛ مهندسي بافت غضروف