عنوان پایان‌نامه
تهیه نانو کامپوزیت زیست تخریب پذیر آنتی باکتریال بر پایه پلی ال- لاکتاید
- رشته تحصیلی
- مهندسی پلیمر
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1606.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 69074
- تاریخ دفاع
- ۳۰ تیر ۱۳۹۴
- دانشجو
- سیدمحمد دواچی
- استاد راهنما
- بابک کفاشی
- چکیده
- در این پروژه تهیه و بررسی نانوکامپوزیتهای زیست تخریب پذیر آنتی باکتریال بر پایه پلی L- لاکتاید انجام گرفت. اهداف این پروژه تهیه پلیمر پلی L- لاکتیک اسید (PLLA)، نانوذره آن حاوی داروی تریکلوسان آنتی باکتریال و تهیه نانوکامپوزیت این نانودارو به همراه نانو هیدروکسی آپاتیت است. به همین منظور ابتدا منومر لاکتاید سنتز و به دنبال آن پلیمر PLLA با جرم مولکولیهای 120000 و 210000 سنتز گردیدند. پس از تهیه پلیمرها و خالصسازی آنها در مرحله دوم، از پلیمر با جرم مولکولی کمتر و تریکلوسان با استفاده از روش تقطیر در خلاء نانوذرات آنتی باکتریال تهیه شد و خواص، میزان رهایش و سایز نانوذرات سنتزی به کمک تستهای FTIR، DLS، SEM و UV spectroscopy بررسی گردید و مشخص گردید نانوذرات حاوی 30 درصد دارو (LATC30) بهترین بازده رهایش دارو و عملکرد آنتی باکتریالی را دارا هستند. در مرحله بعدکامپوزیت حاوی نانوذرات سنتزی در پلیمر با جرم مولکولی بالاتر با درصدهای متفاوت به کمک اختلاط مذاب تهیه گردید. شناسایی کامپوزیتها با انجام آزمونهای FTIR به منظور تعیین گروههای عاملی و GPC برای تعیین جرم مولکولی پلیمرهای اولیه صورت پذیرفت. برای بدست آوردن خواص حرارتی از آزمونهای DSC و TGA استفاده شد. بررسی خواص مکانیکی نمونههای پلیمری توسط آزمونهای Tensile، Compression و DMTA برای بدست آوردن سختی، مدول الاستیک، مدول فشاری و خواص کششی انجام گرفت . برای بررسی نحوه فرآیند ماده و بدست آوردن ویسکوزیته اولیه از تکنیک رئومتری استفاده گردید، برای مشاهده و بررسی مورفولوژی از میکروسکوپ SEM استفاده شد. ضمن اینکه تخریب بیولوژیکی In-vitro و میزان آن به کمک FTIR به منظور تعیین سرعت تخریب هیدرولیتیکی (آبکافت) مورد مطالعه قرار گرفت. آزمون آنتی باکتریال برای بررسی خواص میکروبی انجام و نهایتاً رهایش دارو در نانوکامپوزیت حاصل به کمک UV-Spectroscopy بررسی گردید. نمونه PLA3 حاوی 5 درصد LATC30 به عنوان بهترین نمونه با بهینه ترین خواص انتخاب شد تا در مرحله نهایی تحقیق با افزودن ذرات نانوهیدروکسی آپاتیت (nHA) تاثیر این نانوذره بر رهایش و خواص مکانیکی این کامپوزیت مورد بررسی قرار گیرد. نانوکامپوزیت نهایی پس از آزمایشهای مطرح شده و انتخاب بهترین کامپوزیت (PLA3) به همراه درصدهای متفاوت نانوهیدروکسی آپاتیت مجدداً به روش اختلاط مذاب تهیه شد و کلیه تستهای مطرح شده برای بررسی بهترین ترکیب درصد روی آن انجام گردید. در مجموع PLA9 حاوی 5 درصد LATC30 و 5 درصد nHA به عنوان ایدهآلترین نمونه با بهینه ترین خواص به جهت استفاده در کاشتهای جراحی و مهندسی بافت استخوانی انتخاب شد. نکته حائز اهمیت در این تحقیق تاثیر nHA روی دارو میباشد که بدلیل چسبندگی بالای سلولی به سطح رشد با سرعت بیشتری صورت گرفته و تاثیر منفی روی رشد سلولی کمتر اتفاق افتاده است.
- Abstract
- In this study, the antibacterial biodegradable nanocomposites based on Poly L-lactide were prepared. The main goals of this project were the synthesis of Poly L-Lactic acid (PLLA), preparation of nano-PLLA loaded with the antibacterial triclosan and preparation of the nanocomposites based on PLLA filled with the synthesized nano drug and nano hydroxy apatite. In this regard, first L-lactide monomer was synthesized, then PLLA with molecular weights of 120000 and 210000 were prepared. After synthesizing PLLA and it`s purification in the second stage, the nano PLLA loaded with the various triclosan quantities were prepared using the lower molecular weight PLLA by vacuum steam distillation. The properties, size and size distribution as well as the release kinetics of the samples were studied using FTIR, DLS, SEM and UV spectroscopy. It was found that the nanoparticles containing 30% triclosan (LATC30) have the best performance among the other samples. In the next step, the composites based on the synthesized nano-drug and PLLA with higher molecular weight and various contents of nano particles were prepared using an internal mixer. The composites were characterized implementing FTIR to investigate the functional groups. The molecular weight were characterized by the GPC. The thermal properties were evaluated by the TGA and DSC. To examine the elastic moduli, pliability, mechanical properties and the exact glass transition temperature, the DMTA and tensile was implemented. The rheological properties of polymers, intrinsic viscosities of each composites were determined. For the sake of morphological studies, the SEM technique was implemented. The in vitro tests, specifying the biological properties, were also carried out and the hydrolytic degradation kinetics were studied using the FTIR technique. The antibacterial activity of the composites were also evaluated. Finally, the release as well as the release kinetics were studied using the UV-Visible spectroscopy. PLA3 with 5% LATC30 showed the optimum properties and the final nanocomposites based on the best nano-drug content (PLA3) from the previous stage were used with different contents of nano-hydroxy-apatite (nHA) and all the above mentioned tests were carried out. PLA9 with 5% LACT30 and 5% nHA was the best sample and an alternative for the bone tissue engineering and medical implants. It should be mentioned that nHA has helped the cell attachment and the negative effect of LATC30 was reduced alongside the nHA nanoparticles.
