عنوان پایان‌نامه
ساخت و مشخصه یابی داربست پیزوالکتریک پلی وینیلیدن فلوئوراید حاوی نانو هیدروکسی آپاتیت با قابلیت رهایش داروی ناپروکسن
- رشته تحصیلی
- مهندسی پزشکی - بیو مواد
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 548;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78453;کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 548;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78453
- تاریخ دفاع
- ۲۷ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- سعید کریمی
- استاد راهنما
- آزاده غائی
- چکیده
- تاکنون مطالعات متعددی در رابطه با تأثیر خاصیت پیزوالکتریک پلی وینیلیدن فلوئوراید بر تکثیر، تمایز و چسبندگی سلولی صورت گرفته است. همچنین در منابع، موارد زیادی از به کارگیری مواد مرکب از بیوسرامیک‌هایی نظیر هیدروکسی‌آپاتیت در جهت بهبود خواص بیولوژیکی مشاهده می‌شود. در این تحقیق، در راستای تلفیق خاصیت القای استخوانی پلی‌وینیلیدن‌فلوئوراید و زیست فعالی عالی هیدروکسی‌آپاتیت، داربست کامپوزیت پلی‌وینیلیدن‌فلوئوراید-نانوهیدروکسی‌آپاتیت به روش قالب گیری حلال-استخراج ذرات ساخته شد. محلول 15% وزنی پلی‌وینیلیدن‌فلوئوراید در دی متیل فرم آمید تهیه شده و داربست کامپوزیت در چهار ترکیب مختلف شامل 0، 3، 5 و 10 درصد وزنی نانوهیدروکسی‌آپاتیت ساخته شد. به منظور بررسی ساختار میکروسکوپی داربست‌ها و آنالیز ترکیب شیمیایی داربست‌ها از تصویر برداری میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون پراش انرژی پرتو ایکس استفاده شد. نرم افزار Imagej برای محاسبه سایز تخلخل‌ها به کار گرفته شد. درصد تخلخل داربست‌ها با استفاده از روش جابجایی مایع محاسبه گردید. برای بررسی بنیان‌های موجود در داربست، از طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) استفاده شد. استحکام فشاری نیز به عنوان شاخصی از خواص مکانیکی داربست، مورد ارزیابی قرار گرفت. عدم سمیت و تکثیر سلولی داربست‌ها با استفاده از آزمون MTT بررسی شد و چسبندگی سلول‌های MG63 رده استئوسارکوم به کمک تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور حصول فاز پیزوالکتریک ? در پلی‌وینیلیدن‌فلوئوراید، روش آنیلینگ به کار گرفته شد. نتایج نشان داد افزایش میزان نانوهیدروکسی‌آپاتیت تا 5 درصد وزنی موجب افزایش سایز و درصد تخلخل می‌شود. آشکارسازی عناصر کلسیم و فسفر در طیف پراش پرتو ایکس، توزیع همگن نانوذرات در ساختار را نشان داد. استحکام فشاری داربست‌ها به سبب حضور فاز تقویت کننده افزایش یافت. نتایج آزمون زنده مانی سلولی مؤید تکثیر سلولی و افزایش زیست سازگاری داربست‌ها با اضافه شدن نانوهیدروکسی‌آپاتیت و همچنین فاز پیزوالکتریک ? در پلی‌وینیلیدن‌فلوئوراید بود. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی حاکی از چسبندگی مناسب سلول‌ها به سطح داربست بود. در انتها رهایش داروی ناپروکسن (به تنهایی و در ترکیب با بتاسیکلودکسترین) از داربست کامپوزیت پلی‌وینیلیدن‌فلوئوراید-نانوهیدروکسی‌آپاتیت مورد بررسی قرار گرفت و معلوم شد ترکیب ناپروکسن با بتاسیکلودکسترین، موجب افزایش نرخ و سهولت آزاد شدن دارو از داربست می‌شود. کلمات کلیدی: پلی‌وینیلیدن‌فلوئوراید، پیزوالکتریک، نانوهیدروکسی‌آپاتیت، آنیلینگ، مهندسی بافت استخوان.
- Abstract
- Several studies have been conducted on the piezoelectricity of Poly(Vinylidene Fluoride) (PVDF) on the proliferation, differentiation and adhesion of cells. Also there are many researches in the literature, on the using of bioceramics like hydroxyapatite in composite materials to inhance the biological properties. In this study, in order to combine the osteoinductivity of PVDF and excellent bioactivity of nano-hydroxyapatite (nHA), PVDF/nHA composite scaffolds fabricated by solvent casting-particulate leaching (SCPL) method. A 15wt% solution of PVDF in Dimethylformamide (DMF) prepared and nHA added in 0, 3, 5 and 10 wt% (to polymer weight) to produce four different combinations in scaffolds. To investigate the microscopic structure and chemical composition of the scaffolds, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray analysis were used. The pore size and porosity of the scaffolds calculated using ImageJ software and liquid displacement method. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), was used to examine the functional groups of the materials. Compressive strength was evaluated as an index of mechanical properties of the scaffolds. Lack of toxicity and cell proliferation was assessed by MTT assay. Adhesion of MG63 human osteosarcoma cell line on the scaffolds was studied using scanning electron microscopy. In order to achieve piezoelectric ? phase in pvdf, the scaffold annealed in two different temperatures. The results showed that pore size and porosity of the scaffolds, increases by adding nHA to 5wt%. EDS mapping images of Calcium and phosphorus, showed the uniform distribution of nHA particle in the structure. The compressive strength of the scaffolds increased due to the presence of reinforcing phase. MTT assay results confirmed the improvement in biocompatibility of the scaffolds by increase in nHA content and piezoelectric ?-phase content in PVDF. SEM images showed proper adhesion of the cells on scaffold surface and forming a web-like structure. Finally, the release profile of naproxen (alone and in combination with ?-cyclodextrin) of the composite scaffold was examined and it was found that combination of naproxen with ?-cyclodextrin, enhances both the rate and ease of the naproxen release from the composite scaffold.
