عنوان پایان‌نامه
بهینه سازی پارامترهای الکتروریسی برای تولید نانوالیاف ابریشم و بررسی عملکرد سلول شوان بر آن ها
- رشته تحصیلی
- مهندسی پلیمر - صنایع پلیمر
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1824.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79340;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1824.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79340
- تاریخ دفاع
- ۲۸ آذر ۱۳۹۵
- دانشجو
- مینا رجبی
- استاد راهنما
- معصومه فیروزی ششتمد, پیام زاهدی
- چکیده
- پلیمر ها به عنوان موادی نویدبخش در حوزه ی مهندسی بافت توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. در این میان، ابریشم به عنوان یک پلیمر طبیعی با ویژگی هایی همچون زیست سازگاری، زیست تخریب پذیری و خواص مکانیکی مطلوب جایگاه ویژه ای پیدا کرده است. در این پژوهش، اصلاح سطحی داربست های نانوالیافی بر پایه آلیاژ پایه آبی فیبروین ابریشم (SF) و پلی اتیلن اکساید (PEO) با پروتئین لامینین (LN) و تاثیر آن ها بر مورفولوژی و تکثیر سلول های شوان به عنوان هدف اصلی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا، ماده سمی سریسین به روش صمغ زدایی از ابریشم اولیه حذف شد تا محلول خالص SF بدست آید. سپس مقادیر بهینه ی متغیرهای فرآیند الکتروریسی شامل فاصله سر سوزن تا صفحه جمع کننده (x1)، ولتاژ اعمال شده (x2)، نرخ جریان محلول (x3) و نسبت SF/PEO (x4) با روش طراحی آزمایش رویه ی پاسخ (RSM) به ترتیب 14 سانتی متر، 12 کیلوولت، 2/1 میلی لیتر بر ساعت و 4 تعیین شد تا نانوالیافی با قطر متوسط 55±182 نانومتر بدست آید. در ادامه، تغییرات ساختار دوم پروتئین، رفتار حرارتی و میزان آب دوستی/ آب گریزی سطح داربست های نانوالیاف قبل و بعد از تیمار با متانول توسط آزمون های طیف سنجی مادون قرمز انتقال فوریه، گرماسنجی روبشی تفاضلی و زاویه تماس مطالعه شد. نتایج حاکی از افزایش در میزان صفحات بتا و مقاومت حرارتی نمونه ها پس از تیمار با متانول داشت. این افزایش در ساختار دوم پروتئین، آب گریزی داربست های نانوالیاف SF/PEOرا افزایش داد که با تیمار پلاسمای گاز اکسیژن که منجر به ایجاد گروه های عاملی حاوی اکسیژن بر سطح داربست ها می گردد، میزان آب دوستی سطح نمونه ها به شدت افزایش یافت. سپس داربست های SF/PEO با LN اصلاح سطحی شده و تاثیر آن ها بر مورفولوژی و تکثیر سلول های شوان بررسی شد. نتایج آزمون های دی متیل تیازول و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که داربست های نانوالیاف SF/PEO و به ویژه داربست های اصلاح شده با LN، نه تنها سمیت سلولی ندارند، بلکه توانایی بالایی در حمایت از تکثیر و حفظ فنوتیپ سلول ها نشان می دهند. در نتیجه داربست های نانوالیاف پایه آبی آلیاژ SF/PEO اصلاح شده با LN می توانند انتخاب مناسبی جهت ترمیم اعصاب محیطی آسیب دیده در مهندسی بافت باشند.
- Abstract
- Currently, polymers as promising materials have attracted a great attention in the field of tissue engineering. Among them, silk fibroin (SF) as a natural polymer, with superior properties such as biocompatibility, biodegradability and desirable mechanical properties has found to be highly- considered. The main purpose of this study is to investigate the function of nanofibrous scaffolds based on SF/poly (ethylene oxide) (PEO) blend aqueous solutions containing laminin (LN) on morphology and proliferation of Schwann cells. First, sericin as a toxic protein was removed from silk to obtain the pure SF solution. Then the electrospinning parameters including needle tip to collector distance (x1), applied voltage (x2), solution flow rate (x3) and SF/PEO ratio (x4) were adjusted 14 cm, 12 kV, 1.2 ml/h and 4, respectively by using response surface methodology (RSM). Considering this technique, the optimum average diameter of the nanofibers was obtained 182±55 nm. Subsequently, the SF secondary structure changes, thermal properties and wettability of nanofibrous scaffolds were determined before and after methanol treatment, through FTIR, DSC and contact angle measurements. The results of this study proved that the methanol treatment caused to increase the ?-sheet conformation and thermal resistance. The ?-sheet formation resulted in increasing the hydrophobic property of SF/PEO nanofibrous scaffold. To overcome this shortcoming, O2 plasma treatment was utilized which induced a number of functional O-containing groups onto the surfaces of the samples followed by the hydrophilic characteristic of the samples was significantly increased. Thereafter, the SF/PEO nanofibrous scaffolds modified with LN and its influence on Schwann cells’ performance obtained from rat nerve Sciatic, was studied in detail. The results of MTT and SEM not only showed non-cytotoxicity of the cell regarding the samples, but also exhibited the SF/PEO-LN nanofibers were better able to support cell’s morphology and proliferation compared with the unmodified scaffolds without LN. In conclusion, LN-modified nanofibrous scaffolds based on SF/PEO blends aqueous solution, could be a rational choice in order to regenerate the peripheral nerve in tissue engineering applications. Keywords: design of experiments, silk fibroin, electrospinning, laminin, Schwann cells
