جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « داربست » در نشریات گروه « مواد و متالورژی »
تکرار جستجوی کلیدواژه «داربست» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
در مطالعه ی حاضر، طرح جدیدی برای ساخت داربست های پلی-کاپرولاکتون(PCL)/ژلاتین(GEL)/کیتوسان(CS) به منظور افزایش عملکرد در مهندسی بافت عروق پیشنهاد شده است. از پلیمر مصنوعیPCL جهت بالا بردن خواص مکانیکی داربست و همچنین از دو پلیمر طبیعی GEL و CS به عنوان عوامل موثر در تحریک و تکثیر سلول ها استفاده شده است. کامپوزیت های سه تایی پلی کاپرولاکتون-ژلاتین-کیتوسان با نسبت های مختلف وزنی پلی کاپرولاکتون (70،80،90 و 60) به روش الکتروریسی دو طرفه ساخته شدند. نمونه ها در معرض بخار گلوتارآلدهید با غلظت 25 درصد وزنی اتصال عرضی داده شدند. ارزیابی میکروسکوپی نشانگر تشکیل مناسب کامپوزیت مذکور می باشد. آنالیز FTIR پیوند بین اجزاء در نمونه های کامپوزیتی را تایید کرد. همچنین نتایج حاصل از آزمون زاویه تماس آب نشان از آبدوست شدن داربست زمینه PCL با افزودن ژلاتین و کیتوسان می باشد. به طوریکه زاویه تماس PCL خالص از 98 درجه به حدود 22 درجه با حضور ژلاتین و کیتوسان می رسد. ارزیابی تخریب پذیری در محلول فسفات بافر سالین نشان داد که کاهش وزن داربست های ساخته شده با گذشت زمان از 1 تا 28 روز برای همه ی داربست ها اتفاق می-افتد. با توجه به اینکه ماهیت پلی کاپرولاکتون آب گریز و ماهیت ژلاتین-کیتوسان آب دوست می باشد، بیشترین میزان تخریب در الیاف ژلاتین-کیتوسان با بیش از 50 درصد تخریب پس از 28 روز و کمترین میزان تخریب مربوط به نمونه حاوی 70 درصد وزنی PCL با کمتر از 23 درصد تخریب پس از 28 روز می باشد.
کلید واژگان: پلی کاپرولاکتون, ژلاتین, کیتوسان, داربست, الکتروریسی}In the present study, a design for the construction of poly-caprolactone (PCL)/gelatin (GEL)/chitosan (CS) scaffolds has been proposed in order to increase performance in tissue engineering. The artificial polymer PCL is used to increase the mechanical properties of the scaffold, and two natural polymers GEL and CS are used as factors in the proliferation of cells. Polycaprolactone-gelatin-chitosan ternary composites with different weight ratios of polycaprolactone (70, 80, 90 and 60) were made by double-sided electrospinning method. The samples were cross-linked in glutaraldehyde vapor with 25% by weight. Microscopic evaluation indicates the proper formation of the composite. FTIR analysis confirmed the bonding between the components in the composite samples. Also, the results of the water contact angle test showed promotion the hydrophilicity of the PCL scaffold by adding gelatin and chitosan. So that the contact angle of pure PCL reaches from 98 degrees to about 22 degrees with the presence of gelatin and chitosan. The evaluation of degradability in phosphate buffered saline solution showed that the weight loss of the fabricated scaffolds occurs with the passage of time from 1 to 28 days for all scaffolds. Because of the nature of poly-caprolactone and gelatin-chitosan, the highest degradation rate after 28 days in gelatin-chitosan fibers is more than 50% and the lowest degradation rate related to the sample containing 70 wt% PCL is less than 23%.
Keywords: Polycaprolacton, Gelatin, Chitosan, Electrospinnin, Scaffold} -
بافت پوست به عنوان بزرگ ترین و یکی از مهم ترین اندام های بدن انسان که بیش از سایر بافت ها در معرض آسیب است از سه لایه اصلی اپیدرم، درم و هیپودرم تشکیل شده است. از مهندسی بافت و مواد بیولوژیکی به عنوان پشتیبان سلول می توان برای بازسازی بخش های آسیب دیده این بافت استفاده کرد. در پژوهش حاضر، به منظور الگوبرداری از بافت زنده پوست و تسریع بهبودی زخم، داربستی سه لایه ساخته شد. نانوکامپوزیت پایه پلیمری متخلخل پلی کاپرولاکتون/ نانوذرات اکسید روی با مقادیر صفر، 5، 10 و 15 درصد وزنی از نانوذرات اکسید روی در دو لایه و به روش ریخته گری حلال/شستشوی نمک ساخته شد. لایه سوم از جنس کیتوسان و به صورت غشا به کمک عامل پیوند عرضی کننده هیدروکسید سدیم روی دو لایه قبلی اضافه شد. ساختار فازی، گروه عاملی شیمیایی و مورفولوژی داربست های ساخته شده به ترتیب با استفاده از الگوی پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفتند. برای ارزیابی خواص مکانیکی، داربست های ساخته شده مورد آزمون استحکام فشاری قرار گرفتند. نتایج به دست آمده نشان داد که تخلخل داربست های سه لایه ساخته شده تا حدی به صورت گرادیانی تغییر یافته است. انسجام ساختاری، یکپارچگی مورفولوژی و استحکام فشاری داربست های با 5 درصد وزنی نانوذرات اکسید روی که در آنها از عامل پیوند عرضی کننده برای افزودن غشای کیتوسان استفاده شده بود به طور قابل توجهی بیشتر از سایر داربست های ساخته شده بود.
کلید واژگان: داربست, مهندسی بافت پوست, پلی کاپرولاکتون, کیتوسان, نانو ذرات اکسید روی, عامل پیوند عرضی, هیدروکسید سدیم}Skin, as the largest and one of the most vital organs of the human body, which is subject to damage more than other tissues, consists of three main layers: epidermis, dermis, and hypodermis. Tissue engineering and biomaterials as cell support can be used to regenerate the damaged parts of skin. In the present study, a three-layer scaffold was made for biomimicking the native skin tissue and accelerating wound healing. Poly(ε-caprolactone)/zinc oxide nanoparticles as porous polymer nanocomposite containing 0, 5, 10 and 15 wt.% zinc oxide nanoparticles prepared in two layers using solvent casting/salt leaching method. The third layer of chitosan as the external membrane was added by sodium hydroxide cross-linking agent on the previous two layers. The phase structure, chemical functional group, and morphology of the prepared scaffolds were investigated using X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and scanning electron microscopy (SEM), respectively. To evaluate the mechanical properties, the prepared scaffolds were subjected to compressive strength test. The obtained results showed that the porosity of the three-layered scaffolds was partially changed in a gradient behavior. The structural integrity, morphological cohesion, and compressive strength of the scaffolds with 5 wt.% zinc oxide nanoparticles in which the cross-linking agent was used to add the chitosan membrane were significantly higher than the other prepared scaffolds.
Keywords: scaffold, Skin tissue engineering, Poly(&epsilon, -caprolactone), Chitosan, Zinc oxide nanoparticles, Cross-linking agent, sodium hydroxide} -
در این مطالعه به منظور دستیابی به داربست های با خواص مطلوب از نقطه نظرهای خواص مکانیکی و زیستی، با بکار گیری پلیمرهای PCL و PHBV به مهندسی بافت استخوان پرداخته شده است. برای ساخت داربست ها از روش الکتروریسی به صورت هسته-پوسته استفاده شده است. پلی کاپرولاکتون پلیمر هسته و PHBV پلیمر پوسته را تشکیل داده است. نتایج خواص مکانیکی نمونه ها نشان داد که افزودن گرافن اکسید سبب بهبود قابل توجه خواص الاستیک داربست ها بخصوص مدول الاستیک تا MPa 14/61 و استحکام کششی تا MPa 24/3 شده است. نتایج آزمون سمیت سلولی با روش MTT، به خوبی نشان داد که نمونه ها در مقایسه با نمونه کنترل برای زمان های 1، 3، 5 و 7 روز زنده مانی سلولی بهتری داشته که نشان از چسبندگی و رشد سلولی مناسب بر روی داربست های ساخته شده بوده است. همچنین به منظور ارزیابی توانمندی داربست ها در تمایز سلولی از آزمون فعالیت آلکالین فسفاتاز (ALP) استفاده شد و میزان ALP نمونه ها در روز 7، 14 و 21 از کشت سلولی مورد بررسی قرار گرفت که نتایج حاکی از افزایش میزان ALP تا روز 14 بخصوص برای نمونه BS3 بوده است که مویید صحت تمایز سلول ها بوده است. همچنین از آزمون رنگ آمیزی آلیزارین قرمز (ARS) برای تایید تمایز سلولی و معدنی شدن داربست ها استفاده شد، که این آزمون هم فرآیند معدنی شدن برای نمونه ها را نشان داد.
کلید واژگان: داربست, مهندسی بافت استخوان, هسته-پوسته, گرافن اکسید, کلسیم فسفات} -
در پژوهش حاضر، از روش احتراقی در محلول جهت سنتز ترکیب آمورف بوراتی زیست فعال.استفاده شد. آنالیز XRD، FTIR و PSA با هدف مشخصه یابی فازی، تشخیص پیوند و تعیین اندازه ذرات انجام شد. از آزمایش های MTT و Migration به منظور تعیین زیست سازگاری پودرها استفاده شد. پودر سنتز شده دارای ابعاد نانو، ساختار آمورف و تاثیر مثبت بر تکثیر و مهاجرت سلول ها است. ترکیب آمورف بوراتی با نانوذرات هیدروکسی آپاتیت به منظور ایجاد داربست های کامپوزیتی، در درصدهای وزنی متفاوت ترکیب شده و در دماهای 600، 650 و oC700 به مدت زمان های 0.5 و 1 ساعت زینتر شدند. مطالعه الگوی تفرق اشعه ایکس به منظور تشخیص فازها و تست استحکام کششی قطری به منظور سنجش استحکام مکانیکی انجام شد. تصویربرداری FESEM از نمونه های شکسته شده در تست استحکام کششی قطری به منظور مشاهده ی مسیر ترک، میزان تخلخل و نحوه تاثیر شیشه بوراتی بر زینتر انجام شد. نمونه با wt.% 20 هیدروکسی آپاتیت و wt.% 80 شیشه بوراتی، زینتر شده در oC700 به مدت 1 ساعت، دارای بالاترین استحکام به مقدار 0.02±4.87 است. آنالیز ICP-OES نمونه با wt.% 20 هیدروکسی آپاتیت زینتر شده در oC700 به مدت 1 ساعت بعد از 7 روز غوطه وری در مایع شبیه سازی شده ی بدن، نشان دهنده افزایش رهایش یون در مقایسه با هیدروکسی آپاتیت خالص زینتر شده است. همچنین کنترل و کاهش رهایش یونی قابل ملاحظه شیشه بوراتی از طریق کامپوزیت و زینتر شدن در مشاهده شد. کامپوزیت ساخته شده دارای قابلیت پیوند با بافت نرم و سخت است.
کلید واژگان: هیدروکسی آپاتیت, شیشه زیست فعال, شیشه بوراتی, زینتر, داربست, کامپوزیت, نانوذره, استحکام کششی, رهایش یون}In this study, the solution combustion method was used to synthesize a bioactive borate compound. XRD, FTIR, PSA analyses have been used to identify phase composition, bond determination, and particle size, respectively. In addition, MTT and cell migration 3assay were utilized to measure the biocompatibility of the particles. The synthesized particles not only were nano in size along with amorphous structure, but also showed positive effects on cell proliferation and migration. To attain bioactive compositional scaffolds, the borate amorphous compound was combined with hydroxyapatite nanoparticles at different weight percentages. Afterward, mixtures were sintered at 600, 650, and 700 oC for 0.5 and 1 h. XRD and DTS analyses were operated to evaluate the phase composition and mechanical strength. FESEM micrograph was evaluated to observe the crack path in addition to porosity andthe effect of borate glass on the sintering process. The sample sintered at 700 oC for 1h containing 20% borate glass and 80% of hydroxyapatite, accounted for the highest mechanical strength at 4.87 ± 0.02 MPa. ICP-OES analysis of the sample containing 20% hydroxyapatite, which was sintered at 700 oC for 1 h, showed an increase in ion release compared to pure sintered hydroxyapatite after immersing in SBF for 7 days. Also, ion release of the borate glass has considerably been controlled and diminished by virtue of combining and sintering with hydroxyapatite nanoparticles. Furthermore, the mentioned composition is able to bond with soft tissue as well as hard tissue.
Keywords: Hydroxyapatite, bioactive glass, borate glass, Sintering, scaffold, Composite, Nanoparticle, Tensile Strength, ion release} -
در این تحقیق داربست های زیست تقلیدی به منظور مطالعه روند تشکیل رسوب های کلسیم فسفاتی با استفاده از مکانیزم نفوذ دوسویه داخل هیدروژل ژلاتین و شرایط دما و pH مشابه بدن طراحی شد و تاثیر یون های فلزی منیزیم و استرانسیوم بر روی خواص آن ها مورد بررسی قرار گرفت. 5 نوع نمونه با اعمال تغییر در نسبت یون های منیزیم و استرانسیوم انتخاب شد و تغییرات فازی در حضور یون های موجود در محلول شبیه سازی شده بدن (SBF) بررسی شد. نفوذ یون های کلسیم و فسفات به داخل هیدروژل سبب تشکیل رسوب سفید رنگ لایه ای داخل آن شد و نمونه ها توسط روش خشک سازی انجمادی به صورت داربست های متخلخل درآمدند. ریزساختار داربست های موردنظر توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) موردبررسی قرار گرفت که سطحی متخلخل را نشان داد. آنالیز رسو ب های تشکیل شده در نمونه های مورد مطالعه نشانگر حضور هیدروکسی آپاتایت و براشیت بود. نتایج طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) حاکی از وجود پیوند های فسفات و هیدروکسیل ساختاری در ساختار داربست ها بود. حضور یون های فلزی در ساختار سبب جابجایی پیک های آزمون پراش پرتوایکس (XRD) و تغییر پارامترهای شبکه ای شد. نتایج کشت سلول های استخوانی نیز بیانگر زیست سازگاری بالای نمونه های حاوی منیزیم و استرانسیم با سلول استیوبلاست 292G بود و همچنین فعالیت فسفات قلیایی (ALP) نشان داد که مقدار بهینه 10 درصد مولی منیزیم و استرانسیوم (M10 و S10) به طور قابل ملاحظه ای (01/0p**<، 001/0p***<) منجر به رشد، تکثیر و تمایز سلول های استخوانی در داربست ها و در ساختار کلسیم فسفاتی سبب بهبود خواص زیستی نمونه ها می شود. در نهایت نتایج حاصله از آزمون های مختلف بر قابلیت بالای داربست ساخته شده به عنوان جایگزین بافت استخوان دلالت دارد.کلید واژگان: داربست, زیست تقلیدی, استرانسیوم, منیزیم, سلول استئوبلاست 292G}In this study, biomimetic scaffolds were designed to study the formation of calcium phosphate deposits by using a double diffusion method into gelatin hydrogel in temperature and pH similar to body conditions. Moreover, the effect of magnesium (Mg) and strontium (Sr) ions on properties was investigated. Five different types of specimens with different Sr and Mg ions percentage were synthesized and then porous scaffolds were prepared by freeze-drying method. The scaffolds microstructures were examined by scanning electron microscopy (SEM), which showed a smooth and needle-shaped surface of specimens. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) results indicated the presence of phosphate and hydroxyl bonds in the structure of the scaffolds, due to the formation of calcium phosphate phases such as HA. The presence of metal ions in the structure caused the displacement of the peaks in X-ray diffraction (XRD) analysis and lattice parameters. Additionally, osteoblast cell culture results also demonstrated M10 and S10 specimens had proper biocompatibility. Additionally, alkaline phosphate (ALP) activity revealed the optimal amount of 10 mol. % Mg and Sr (M10 and S10), which led to the significantly (**p< 0.01, ***p <0.001) growth, proliferation, and differentiation of 292G osteoblasts cells in scaffolds. Moreover, the presence of calcium phosphate improved the biological properties of the specimens. Finally, the results of various analyses confirmed the high capability of the synthesized scaffold as a promising substitute for bone tissue.Keywords: scaffold, Biomimetic, Bone, strontium, Magnesium, G292 Osteoblast cell}
-
فصلنامه نانو مواد، پیاپی 49 (بهار 1401)، صص 55 -65
در این پژوهش داربست نانوکامپوزیتی متخلخل پلی کاپرولاکتون(PCL) و نانوهیدروکسی آپاتیت(HA) مستخرج از پوسته تخم مرغ به روش ریخته گری حلال/فروشویی ذره با استفاده از نمک سدیم کلرید و پلی اتیلن گلیکول به عنوان ذرات پروژن تهیه گردید. ذرات پروژن با مقدار کلی 70% با نسبت 20% پلی اتیلن گلیکول و 50% نمک بکار گرفته شد. جهت استخراج HA از پوسته تخم مرغ از روش مایکروویو و آلتراسونیک استفاده گردید. نتایج پراش پرتو X (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان داد که سنتز HA از پوسته تخم مرغ به روش مایکروویو درجه خلوص بالاتری دارد. اندازه بلورک HA سنتز شده از پوسته تخم مرغ تقریبا nm 21 محاسبه گردید. نتایج SEM نشان داد که داربست تهیه شده از 10%، HA سنتزی دارای تخلخل های با اندازه حفره میکرو و ماکرو، بهم مرتبط و با توزیع یکنواخت است. طیف FTIR حضور PCL و HA را در داربست ها تایید می کند. نتایج آزمون استحکام فشاری نشان داد که مدول یانگ داربست کامپوزیتی PCL/HA حاوی wt%10HA سنتزی MPa04/1 می باشد که بیشتر از مدول یانگ نمونه ساخته شده از HA تجاری (MPa 63/0) است. در مجموع نتایج این پژوهش نشان داد که پوسته تخم مرغ، منبع طبیعی خوبی جهت سنتر هیدروکسی آپاتیت می باشد که می توان از آن در ساخت داربست های کاربردی در مهندسی بافت بهره برد.
کلید واژگان: داربست, نانوکامپوزیت, پلی کاپرولاکتون, هیدروکسی آپاتیت, پوسته تخم مرغ} -
روش رویه پاسخ، مجموعه ای از تکنیک های آماری برای طراحی آزمایشات، مدل سازی و بررسی اثر فاکتورها بر نتایج و در نهایت بهینه سازی فرآیند است. در این تحقیق جهت انتخاب داربست بهینه کامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت و دیوپساید، از روش طراحی آزمایش مرکب مرکزی استفاده شده است. این روش با در نظر گرفتن محدوده مشخص برای سه فاکتور موثر (درصد هیدروکسی آپاتیت، درصد روانساز و دمای عملیات حرارتی) و تعیین پاسخ مناسب که میزان تخلخل داربست ها است، 20 حالت پیشنهادی برای ساخت داربست کامپوزیتی را ارایه داده که پس از ساخت و تعیین درصد تخلخل، حالت بهینه برای ساخت داربست کامپوزیتی، 57/77 درصد وزنی هیدروکسی آپاتیت، (43/22 درصد وزنی دیوپساید) 64/0 درصد وزنی روانساز (سدیم تری پلی فسفات) و دمای عملیات حرارتی 1200 درجه سانتی گراد انتخاب گردید. برای تایید قدرت پیش بینی مدل به دست آمده آزمایش هایی تحت شرایط بهینه معرفی شده توسط روش طراحی مرکب مرکزی انجام گرفت و نتایج تخلخل سنجی به روش ارشمیدس نشان داد که 094/0 درصد اختلاف بین پاسخ (تخلخل) به دست آمده و پیش بینی شده توسط مدل وجود دارد. همچنین نتایج XRD، FTIR و SEM تاییدکننده این است که نمونه داربست ساخته شده با روش رویهپاسخ یک نمونه ایده آل جهت استفاده در مهندسی بافت استخوان است. به طورکلی با توجه به نتایج این تحقیق، روش رویه پاسخ می تواند، ابزاری سودمند برای بهینه سازی داربست های کامپوزیتی در مهندسی بافت باشد.کلید واژگان: روش رویه پاسخ, داربست, هیدروکسی آپاتیت, دیوپساید, مهندسی بافت, طراحی آزمایش مرکب مرکزی}The response surface methodology is a statistical approach to design the experiments, modeling and analysis of the effective factors as well as to help optimizing the process. In this study, we use the central composite design technique to select the optimum scaffold composite of the Hydroxyapatite and Diopside. This method suggested twenty different scaffold specimens by optimizing the suitable percentage of porosity via determining the percentage weight concentrations of the three effective parameters. After making the scaffold and determining their porosity, the optimum case for composite scaffolds was 77.57 wt% nHA (22.43wt% Di), 0.64wt% lubricant (STPP) and heat treatment temperature 1200. Also, the results of SEM, FTIR, and XRD confirm that the scaffold specimen made with the response method is an ideal specimen for use in bone tissue engineering. In general, according to the results of this research, the response surface methodology can be a useful tool for optimizing composite scaffolds in tissue engineering.Keywords: Central composite design, Tissue Engineering, Diopside, hydroxyapatite, scaffold, response surface methodology}
-
در سال های اخیر استفاده از داربست های نانوکامپوزیتی پلیمر- سرامیک در مهندسی بافت استخوان به دلیل شباهت این ساختارها به بافت طبیعی استخوان، مورد توجه قرار گرفته است. در این میان، پلی کاپرولاکتون در ساخت داربست های استخوانی مورد توجه است. کامپوزیت کردن پلی کاپرولاکتون با فازهای سرامیکی مانند زیولیت که توانایی بهبود تشکیل استخوان را دارند می تواند منجر به بهبود کارایی این پلیمر در داربست های استخوانی شود. هدف از این پژوهش، ساخت داربست نانوکامپوزیتی پلی کاپرولاکتون - زیولیت با خواص مکانیکی، زیست تخریب پذیری و زیست فعالی مناسب برای کاربرد در مهندسی بافت استخوان اسفنجی است. برای ساخت این داربست از دو روش ریخته گری حلال - شستشو ذرات و خشک کردن انجمادی در کنار هم استفاده شد. بررسی های میکروسکوپی نشان داد که اندازه تخلخل های داربست های حاصل بین 200 تا 400 میکرومتر است. نقشه توزیع عنصری، توزیع یکنواخت فاز نانوزیولیت را در زمینه پلی کاپرولاکتون تایید کرد. همچنین با توجه به نتایج طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه نوع اتصال نانوذرات زیولیت به زمینه پلی کاپرولاکتون اتصال فیزیکی تعیین شد. نتایج بررسی خواص مکانیکی داربست ها نشان دهنده افزایش مدول یانگ و استحکام فشاری (به ترتیب از 0/04 تا 0/3 و 3 تا 7 مگاپاسکال) بعد از اضافه شدن فاز نانوزیولیت به داربست ها بود. با افزودن نانوزیولیت آبدوستی پلی کاپرولاکتون افزایش یافت و کاهش وزن بیشتری مشاهده شد (برای داربست حاوی 20 درصد زیولیت 1/6 ± 53/52 درصد)، همچنین تشکیل هیدروکسی آپاتیت در محیط شبیه سازی شده بدن سرعت گرفت. نتایج نشان می دهد که داربست های ساخته شده قابلیت کاربرد در مهندسی بافت استخوان اسفنجی را دارند.
کلید واژگان: زئولیت, پلی کاپرولاکتون نانوکامپوزیت, داربست, مهندسی بافت}In recent years, nanoceramics have been used in scaffolds to emulate the nanocomposite with a three-dimensional structure of natural bone tissue. In this regard, polycaprolactone biopolymer is widely used as a scaffold in bone tissue engineering. The goal of this research is to produce porous scaffolds of polycaprolactone - zeolite biocomposite with suitable mechanical, bioactive and biological properties for bone tissue engineering applications. The nanocomposite scaffolds were synthesized by solvent casting/particulate leaching and freeze-drying approaches. Microscopic investigations showed generation of pores with an average size of 200-400μm after addition of ceramic phase. Energy dispersive X-ray analysis confirmed uniform distribution of ceramic phase in polycaprolactone matrix. FTIR results determined the binding type of zeolite nanoparticles to the polycaprolactone matrix as physical bonding. The results of mechanical tests showed the increase in young’s modulus after addition of ceramic phase (from 0.04 to 0.3 and 3 to 7 MPa, respectively). The hydrophilicity of polycaprolactone increased after adding nanozeolite and more weight loss was observed for scaffold containing 20% zeolite (53.52 6 1.6%) with an increase in the rate of hydroxyapatite formation. The results showed that the prepared scaffolds have potential for cancellous bone tissue engineering application.
Keywords: Zeolite, Nanocomposite, Tissue engineering, Scaffold} -
هدف از این مطالعه، تهیه داربست هایی بر پایه هیدروکسی اتیل سلولز/هیالورونیک اسید، با و بدون حضور ژلاتین و مقایسه آنها، برای ترمیم زخم های سوختگی درجه دو سطحی است. داربست ها، از محلول آبی پلیمرهای ذکر شده و به روش خشک کردن انجمادی، تهیه شدند. بررسی ریزساختاری با میکروسکوپ الکترونی روبشی، نشانگر میانگین اندازه حفرات 120 و 98 میکرومتر، به ترتیب برای داربست های فاقد ژلاتین و دارای ژلاتین بود. بر اساس نتایج ریولوژی، در تمامی نمونه ها، همواره مقدار مدول اتلاف، بیشتر از مدول ذخیره بود و محلول های تهیه شده، جریان پذیر بودند. تمامی نمونه ها، در بسامدهای کم، دارای رفتار رقیق برشی و در بسامدهای بالاتر از s-1 100، رفتار عکس، از خود نشان دادند. با افزودن ژلاتین، اندازه هر دو مدول اتلاف و ذخیره، افزایش یافت. آزمون جذب مایع و کاهش وزن نمونه ها، توانایی زیاد داربست ها را در میزان جذب تا بالای 3000 درصد، نشان داد. افزودن ژلاتین، موجب افزایش زمان فروپاشی شبکه، تا 2 ساعت و کاهش نرخ تخریب داربست ها شد. آزمون سمیت سلولی، نشانگر زنده مانی بیش از 80 درصد سلول های فیبروبلاست مجاور نمونه ها (در مقایسه با نمونه های کنترل) بود؛ ضمن اینکه حضور ژلاتین، بر فعالیت متابولیکی سلول ها، تاثیر مثبت داشت و موجب افزایش سرعت تکثیر سلول ها شد. نتایج آزمون خراش، توانایی داربست ها را در افزایش سرعت مهاجرت سلولی، نسبت به نمونه کنترل، نشان داد. داربست هیدروکسی اتیل سلولز/هیالورونیک اسید/ژلاتین، به علت حضور ژلاتین و تاثیر آن در افزایش بیشتر سرعت مهاجرت سلول ها که نشانگر شکل گیری سریع بافت پوششی اپی تلیوم بود، انقباض زخم را طی 24 ساعت، به 73 درصد رساند.
کلید واژگان: هیدروکسی اتیل سلولز, هیالورونیک اسید, ژلاتین, زخم سوختگی, داربست}The purpose of this study was to prepare and compare a hydroxyethyl cellulose/hyaluronic acid (HEC/HA)-based scaffold with and without gelatin for the treatment of second-degree partial-thickness burns. The scaffolds were prepared by freeze-drying method from the aqueous solutions of the mentioned polymers. Microstructural examination by scanning electron microscopy (SEM) indicated the average pore size of 120 and 98 µm for the gelatin-free and gelatin-containing scaffolds, respectively. According to the dynamic rheology measurements (DMA), all the solutions were flowable in which, the loss modulus was higher than the storage one. Moreover, the solutions revealed shear-thinning behaviour at low frequencies, which changed to shear thickening at frequencies higher than 100 s-1. Both loss and storage modulus increased by adding gelatin to the polymer solutions. The scaffolds water uptake was up to 3,000%. The addition of gelatin to the HA/HEC solution increased the polymer network collapse up to 2 hours and led to reducing the scaffolds degradation rate. Cytotoxicity assay in the presence of the scaffolds showed that more than 80 % of the fibroblast cells were viable (compared to the control group), meanwhile, the presence of gelatin had a positive effect on the metabolic activity of the cells and increased the rate of cell proliferation. Scratch test results showed the ability of scaffolds to increase the cell migration rate compared to the control sample. The hydroxyethyl cellulose/hyaluronic acid/gelatin scaffold due to the presence of gelatin and improved the cell migration, which indicating the rapid re-epithelialization, reduced wound contraction to 73 % within 24 hours.
Keywords: Hydroxyethyl Cellulose, Hyaluronic acid, Gelatin, Burn wound, Scaffold} -
طراحی داربست هایی با ساختار فیزیکی مناسب با امکان چسبندگی و تکثیر سلول ها به سطح در بازسازی و ترمیم بافت استخوان نقش موثری ایفا می کنند. در این تحقیق، داربست پلی کاپرولاکتون/ کراتین/ نانولوله کربن به روش الکتروریسی جهت کاربرد در مهندسی بافت استخوان ساخته شد و تاثیر نانولوله های کربن (CNT) بر رشد سلول های استخوانی مورد ارزیابی قرار گرفت. برای دستیابی به این هدف، مورفولوژی سطح، درصد تخلخل، سطح ویژه، خواص مکانیکی و گروه های عاملی موجود در داربست ها به ترتیب با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، روش جابجایی مایع، تست BET، آزمون استحکام کششی و طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) موردبررسی قرار گرفت. به دلیل حضور نانولوله های کربن در نانوالیاف، میانگین قطر الیاف در داربست بدون CNT نسبت به داربست حاوی CNT از مقدار nm 138 به nm 75 کاهش و مقدار سطح ویژه نانوالیاف حاوی CNT افزایش یافت. اندازه تخلخل داربست حاوی CNT، mμ 680 محاسبه گردید که میزان مناسبی برای رشد و تکثیر سلول های استخوانی می باشد. رفتار تخریب پذیری داربست ها با قرار دادن نمونه ها برای 6 هفته در محلول PBS ارزیابی گردید که 50% تخریب در داربست حاوی نانولوله کربن مشاهده شد. همچنین، درصد زنده مانی سلول ها با آزمون MTT و چسبندگی سلول های استخوانی بر روی سطح داربست ها با میکروسکوپ SEM ارزیابی شد. حضور نانولوله های کربن و کراتین در داربست سبب افزایش رشد و تکثیر سلول های استیوبلاست شد. بنابراین نتایج حاصل از این مطالعه، داربست پلی کاپرولاکتون/ کراتین/ نانولوله کربن را داربستی مناسب جهت کاربرد در مهندسی بافت استخوان معرفی می کند.کلید واژگان: مهندسی بافت استخوان, کراتین, نانولوله کربن, داربست, الکتروریسی}Designing scaffolds that possess superior physical properties with cell adhesion and proliferation capabilities significantly promotes bone tissue repair and regeneration. In this study, polycaprolactone (PCL)/keratin/ carbon nanotube (CNT) scaffold was fabricated using the electrospinning method for bone tissue engineering and the effects of CNTs on bone cells growth was evaluated. For this purposes, surface morphology, porosity, specific surface area, mechanical properties and functional groups of scaffolds were examined by scanning electron microscope (SEM), displacement liquid method, brunauer-emmett-teller (BET)test, tensile strength test and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), respectively. Due to the presence of CNTs in nanofibers, the average fibers diameter in scaffolds containing CNTs in comparison to the scaffold without CNT reduced from 138 nm to 75 nm and the specific surface of nanofibers containing CNT increased. Pore size of scaffold containing CNTs was calculated 680 mμ that this size can be proper for bone cell growth. Biodegradable behavior of scaffolds was determined by immersing samples in the PBS solution for 6 weeks that the results showed 50% degradation in CNT scaffolds. Also, bone cell viability and cell adhesion on scaffolds surface were evaluated via the MTT test and SEM. The presence of CNTs and keratin in scaffolds increased osteoblast cells' growth and proliferation. In conclusion, the findings demonstrated that PCL/keratin/CNT scaffolds can be suggested for bone tissue engineering applications.Keywords: Bone tissue engineering, keratin, Carbon nanotube, Scaffold, Electrospining}
-
فصلنامه نانو مواد، پیاپی 41 (بهار 1399)، صص 33 -41
در این مطالعه، با استفاده از افزودن حلال آلی غیر پروتونی دی متیل فرمامید (DMF) با هدف کاهش کشش سطحی محلول ژلاتینی با غلظت بالا (%wt. 20) و همچنین کاهش مقدار حلال اسیدی استفاده شد. با تغییر نسبت سه نوع حلال آب/دی متیل فرمامید/فرمیک اسید، مقدار بهینه این حلال ها برای انجام الکتروریسی محلول ژلاتین تعیین شد. تصاویر FESEM نشان داد که اندازه متوسط الیاف ژلاتینی در شرایط بهینه در حدود nm ±35 122 است. تصاویر FESEM الیاف پس از اتصال عرضی، تشکیل ساختار شبکه ای را نشان داد. بررسی پایداری ساختار الیاف الکتروریسی شده در زمان های 7، 14 و 21 روز پس از قرار گرفتن در محیط کشت سلول (DMEM) نشان داد که الیاف الکتروریسی شده پس از اتصال عرضی می توانند پایدار بمانند در صورتی که قبل از اتصال عرضی حتی در اثر برخورد بخار آب کاملا تخریب شدند. همچنین بررسی تخریب دمایی الیاف الکتروریسی شده در حضور گلوکز به عنوان عامل اتصال دهنده عرضی نشان داد که در دمای °C 450 مقدار 49/39 % از وزن اولیه نمونه باقی می ماند و این در حالی است که مقدار نمونه باقیمانده در این دما برای الیاف بدون اتصال عرضی تنها 8/4% است.
کلید واژگان: ژلاتین, گلوکز, نانوالیاف, واکنش میلارد, الکتروریسی, داربست} -
وقوع آسیب های استخوانی مانند شکستگی های بزرگ استخوان در اثر عوامل متعدد غیرقابل انکار است. در این موارد به داربستی نیاز است تا به کمک آن، منطقه آسیب دیده ترمیم شود. هدف از این پژوهش، ساخت و بررسی خواص مکانیکی داربست های کلسیم فسفات/ ژلاتین- نشاسته است. بدین منظور پس از سنتز ذرات کلسیم فسفات به روش سل ژل، از سه روش مختلف برای ساخت داربست کامپوزیتی کلسیم فسفات-ژلاتین استفاده شد. درنهایت روشی که دارای ریزساختار کاملا متخلخل و مطلوب بود، به عنوان روش بهینه جهت ساخت داربست های کلسیم فسفات/ ژلاتین- نشاسته انتخاب گردید. در ساخت کامپوزیت ها از 4 درصد وزنی مختلف نشاسته در محلول ژلاتین استفاده و تاثیر پوشش ژلاتینی دارای اتصالات عرضی با گلوتارآلدهید نیز بررسی گردید. طبق نتایج حاصل از آزمون مکانیکی، نمونه حاوی 60درصد ژلاتین و 40درصد نشاسته، دارای استحکام خمشی بهینه بوده که مقدار آن، 2.3 مگاپاسکال برای نمونه بدون پوشش و 4.5 مگاپاسکال مربوط به نمونه دارای پوشش است. همچنین نتایج حاصل از تصویربرداری با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، وجود شبکه کاملا متخلخل با حفرات به هم پیوسته را در سطح نمونه های پوشش داده شده و حضور تخلخل های موضعی در ساختار متراکم را در قسمت های داخلی آن نشان می دهد.نتایج کشت سلولهای بنیادی پالپ دندان عقل نیز زیست سازگاری و وجود قابلیت چسبندگی و تکثیر سلولهای بنیادی برروی داربست را اثبات میکند.
کلید واژگان: داربست, ژلاتین, نشاسته, ذرات کلسیم فسفات, استحکام خمشی}Journal of Iranian Metallurgical and Materials Engineering Society, Volume:22 Issue: 74, 2019, PP 84 -95There are plenty of bone damages due to different reasons these days. In order to heal of damaged area, utilizing of the scaffold is necessary. The main aim of this research is fabrication and investigation of Calcium Phosphate/Gelatin-Starch composite scaffolds. After synthesizing the Calcium Phosphate particles via sol gel route, three different methods were used to manufacture Calcium Phosphate/ Gelatin scaffolds. The method which has the porous structure was selected as the main method for fabricating Calcium Phosphate/ Gelatin-Starch scaffolds. Weight percentage ofstarch and applying the Gelatin-Glutaraldehyde coating were chosen as two variations. According to mechanical properties results, the sample with 60 weight percentage of Gelatin and 40 weight percentage of Starch has the highest final flexural strength which are 4.5 and 2.3 MPa for samples with and without Gelatin-Glutaraldehyde coating respectively. The SEM results show the completely porous structure with interconnected pores on the surface of coated samples and some local pores in internal parts of the scaffolds.According to the result of cell culture, these scaffolds provide surfaces that facilitate the response of stem cells related to attachment, survival, and proliferation.
Keywords: Scaffold, Gelatin, Starch, Calcium Phosphate Particles, Flexural Strength} -
هدف از این مطالعه بررسی تاثیر هم زمان پلیمرهای اسید هیالورونیک (HA)، پلی وینیل الکل (PVA)، ژلاتین (Gel) و نانوهیدروکسی آپاتیت (nHAp)که مینرالی استخوانی است. در این پژوهش برای اولین بار با روش تبخیر حلال ساده، داربست استخوانی nHAp و پلیمرهای زیست تخریب پذیر HA، PVA و Gel ایجاد شد. نمونه های کامپوزیتی دوجزئی PVA - nHAp، کامپوزیت های سه جزئی Gel - PVA - nHAp و HA - PVA - nHAp و همچنین کامپوزیت چهار جزئی Gel - HA - PVA - nHAp با استفاده از فرایند تبخیر حلال ساده تهیه شد. بررسی های فازی و شیمیایی داربست به وسیله آزمون های FTIR و XRD انجام شد. توزیع و اندازه تخلخل ها و چگونگی ارتباط آن ها به یکدیگر و همچنین ناهمواری های سطح تخلخل ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM مطالعه گردید. همچنین آزمون استحکام فشاری ضربه ای بر روی قرص های تهیه شده از این کامپوزیت انجام شد. آزمون FTIR تشکیل ترکیب شیمیایی جدیدی را نشان نداد. بالاترین استحکام فشاری ضربه ای مربوط به نمونه ی چهار جزئی بود. بررسی آنالیز SEM تشکیل داربست برای نمونه ی چهار جزئی که اندازه ی تخلخل ها را نشان داد، آنالیز XRD آمورف بودن نمونه ها را نشان می دهد و با توجه به شباهت نمودار XRD استخوان طبیعی، همچنین اندازه تخلخل ها و ذات روش تولید که منجر به تخلخلهای متصل به هم می شود، می توان از این کامپوزیت به عنوان پرکننده استخوان استفاده کرد.کلید واژگان: داربست, هیالورونیک اسید, پلی ونیل الکل, هیدروکسی آپاتیت, تبخیر حلال}The purpose of this study was to evaluate the simultaneous effect of Hyaluronic acid (HA) - Polyvinyl alcohol (PVA) - Gelatin (Gel), and nano Hydroxyapatite (nHAp), which is mineral in bone. In this study, for the first time, bone scaffold of nHAp and bioresorbable polymers (HA, PVA, and Gel) was prepared by solvent evaporation method. The composite specimens were prepared using nHAp-PVA, nHAp-PVA-Gel and nHAp-PVA-HA, four-component nHAp-PVA-HA-Gel, using a simple liquidation process. Phase and chemical analysis were investigated by FTIR and XRD tests. The distribution and porosity size and their relationship to each other as well as the roughness of porosity were studied using scanning electron microscopy. The compressive strength test was also performed on tablets prepared from this composite. The FTIR test did not indicate the formation of a new chemical compound. The compressive strength indicated that the four minor sample had the highest numerical value. Investigating the SEM analysis of the formation of scaffolds for a four-part sample, which shows porosity percentage, porosity size and bonding, suggest the suitability of this sample for tissue engineering applications. The analysis of the XRD is an amorphous specimen and, given the similarity of the natural bone XRD diagram, this composite can be used as a bone filler.Keywords: Scaffold, Hyaluronic acid, PVA, Hydroxyapatite, Solvent Evaporation}
-
در این پژوهش با استفاده از پلیمرهای زیست تخریب پذیر، داربست های نانو لیفی از الکتروریسی دو نازل شامل پلی کاپرولاکتون، پلی وینیل پیرولیدون و پلی کاپرولاکتون، پلی وینیل الکل و بتا تری کلسیم فسفات به طور متناوب و لایه به لایه تولید شد. بعد از تهیه داربست، از آزمون های میکروسکوپ الکترونی روبشی ((SEM، تورم، تخلخل، خواص مکانیکی و ارزیابی رفتار زیست تخریب پذیری در محلول نمک فسفات با خاصیت بافری، استفاده شد که نتایج آزمون ها زیست فعالی و خواص مکانیکی مناسب داربست لایه به لایه را تایید می کند. مقادیر جذب آب با افزودن پلیمرهای آب دوست افزایش پیدا می کند و در داربست لایه به لایه به 214±811 درصد می رسد که اختلاف معناداری نسبت به پلی کاپرولاکتون خالص دارد. آزمون سنجش سمیت سلولی (MTT) روی داربست لایه به لایه بعد از گذشت 3، 5 و7 روز کشت سلول های بنیادی مغز استخوان موش صحرایی (rMSC) درصد بقای سلولی بالای 80 درصد را نشان می دهد و ریخت شناسی سلول ها روی داربست نشان دهنده قابلیت زیست سازگاری مطلوب سلول ها روی داربست است.کلید واژگان: داربست, الکتروریسی لایه به لایه, پلی کاپرولاکتون, بتا تری کلسیم فسفات, مهندسی بافت}In this study, using biodegradable polymers, nanofiberouse scaffolds were fabricated from the layer-by-layer electrospinning method, including two layer that poly (ε-caprolactone), polyvinylpyrrolidone deposited at first layer and poly (ε-caprolactone), polyvinyl alcohol , β-tricalcium phosphate at latter. After prepration of scaffolds, scanning electron microscopy (SEM), swelling, porosity, mechanical properties and biodegradability behavior in buffered saline phosphate solution were studied. The results confirmed the bioactivity and suitable mechanical properties of the layer-by-layer scaffold. The swelling increase with the addition of hydrophilic polymers and reache 811 ± 214 % in the layer-by-layer scaffold, which reveald a significant difference compared to pure PCL. The MTT test on the layer-by-layer scaffold, after 3, 5 and 7 days of rats bone marrow stem cells (rMSC) culture, showed the cell viability of above 80% moreover, cells morphology on the scafold indicated the optimal compatibility of cells on the scaffold.Keywords: Scaffold, Layer- by -layer electrospinning, Poly(ε-caprolactone), β-Tricalcium phosphate, Tissue engineering}
-
در طول دهه های اخیر تلاش های قابل توجهی جهت یافتن جایگزینی مناسب استخوان از سوی پژوهشگران صورت گرفته است.در آغاز راه توجه پژوهشگران به جایگزین های فلزی بوده است. خوردگی فلزات را می توان یکی از اصلی ترین نقاط ضعف در استفاده این مواد به عنوان جایگزینی استخوان دانست. ازآنجا که پدیده خوردگی فلزات در بدن انسان علاوه بر کاهش خواص مکانیکی سبب آزاد شدن یون های شدیدا سمی فلزی می کند که این امر موجب واکنش های التهابی در بدن فرد می شود. بر همین اساس در سال های اخیر تلاش قابل توجهی برای جایگزینی ماده ای مناسب تر صورت گرفته است که این امر سبب بازشدن دروازه ای به نام مهندسی بافت استخوان شده است. تاثیر هیدروکسی آپاتیت طبیعی و سنتزی بر خواص مکانیکی و زیستی داربست ساخته شده از هیدروکسی آپاتیت- نانولوله کربنی و ژلاتین مورد بررسی قرار گرفته است. از استخوان های ران شتر، گوسفند، گاو و تیغه استخوان ماهی سفید به عنوان منابع هیدروکسی آپاتیت طبیعی استفاده شده است.نتایج بدست آمده نشان داد شدت پیک های حاصل شده در نمونه های HA طبیعی نسبت به HA سنتزی، افزایش محسوسی داشته است که این افزایش در هیدروکسی آپاتیت طبیعی بدست آمده از استخوان شتر بیشترین میزان است. همچنین طبق تصاویر SEM بدست آمده از سطح مقطع داربست، نمونه ها دارای حفراتی در محدوده μm 40-150 است که جهت کاربردهای مهندسی بافت استخوان، محدوده ای مناسب است. همچنین ارتباط حفرات در نمونه های حاوی هیدروکسی آپاتیت طبیعی بدست آمده از استخوان های شتر، گاو و ماهی وضعیت مطلوبی را دارا هستند. اطلاعات بدست آمده از آزمون MTT نشان می دهد شانس زنده ماندن سلول ها در داربست های تهیه شده از هیدروکسی آپاتیت طبیعی نسبت هیدروکسی آپاتیت سنتزی بیشتر است که این امر در داربست تهیه شده از هیدروکسی آپاتیت طبیعی بدست آمده از استخوان شتر با میزان 96% وضعیت مطلوب تری را دارا است.
کلید واژگان: مهندسی بافت استخوان, داربست, هیدروکسی آپاتیت, نانولوله کربنی} -
هدف از انجام این تحقیق ساخت داربست مهندسی بافت استخوان برپایه پلی کاپرولاکتون عامل دار و پلی اتیلن گلایکول دی آکریلات در حضور ذرات هیدروکسی آپاتیت و بررسی خصوصیات مکانیکی و بیولوژیکی داربست حاصل است. در مرحله اول، پلی کاپرولاکتون دی ال (PCL diol) از طریق واکنش با آکریلیک اسید کلراید، آکریلاته شد و آکریلاته شدن آن با استفاده از طیف نگاری مادون قرمز (FTIR) تایید شد. سپس داربست ها از طریق برقراری اتصال عرضی رادیکالی بین پلی کاپرولاکتون دی آکریلات و پلی اتیلن گلایکول دی آکریلات درحضور ذرات هیدروکسی آپاتیت و خروج ذرات کلرید سدیم به عنوان تخلخل زا ساخته شد. نمونه های تهیه شده با استفاده از روش هایی مانند میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) ، طیف نگاری مادون قرمز (FTIR) و آنالیز حرارتی مکانیکی دینامیکی (DMTA) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت پلی اتیلن گلایکول دی آکریلات (PEGDA) به پلی کاپرولاکتون دی آکریلات (PCLDA) در شبکه پلیمری، پیک منحنی فاکتور اتلافی (Tan δ) افزایش و مدول فشاری کاهش یافت. به علاوه، با افزودن ذرات هیدروکسی آپاتیت به شبکه های پلیمری PCLDA/PEGDA پیک منحنی Tan δ کاهش و مدول فشاری افزایش یافت. به منظور بررسی سمیت یا عدم سمیت داربست ها از آزمون تماس مستقیم، بررسی سلول های چسبیده شده بر روی داربست و رنگ آمیزی سلولی استفاده شد. نتایج آزمون های بیولوژیکی سمیت سازگار بودن داربست های PCLDA/PEGDA/HA را نشان داد. همچنین سلول های فیبروبلاست و استئوبلاست به خوبی بر روی سطح داربست و دیواره تخلخل های آن چسبیده و گسترده شده اند. نتایج نشان داد داربست های PCLDA/PEGDA/HA پناسیل استفاده در مهندسی بافت استخوان را دارند.کلید واژگان: پلی کاپرولاکتون دی آکریلات, پلی اتیلن گلایکول دی آکریلات, داربست, هیدروکسی آپاتیت, اتصال عرضی}The purpose of this study is synthesised of functionalized polycaprolactone and polyethylene glycol diacrylate based scaffold in the presence of hydroxyapatite (HA) particles and investigated of mechanical and biological properties of scaffolds. . At the first step, PCL diol was acrylated with acryloyl chloride and confirmed using fourier transform infrared (FTIR).Then, the scaffolds were synthesized by radical crosslinking reaction of polycaprolacton acrylate and polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) in the presence of hydroxyapatite (HA) particles and particulate technique with sodium chloride. The prepared samples were characterized using techniques such as scanning electron microscopy (SEM), fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and dynamic mechanical thermal analysis (DMTA). Results show that increasing the ratio of PEGDA to polycaprolactone diacrylate (PCLDA) led to increase of tan δ peak and decrease of compressive modulus of the network, respectively. It was found that the incorporation of HA particles with the polymer matrices resulted in an increased of compressive modulus and a decrease of tan δ peak. Cytocompatability of the scaffolds were assessed by direct contact test and staining cell. Results indicated no toxicity, and cells attached and spread on the pore walls offered by the scaffols. Thus, the results indicated that the PCLDA/PEGDA/HA scaffolds have the potential of being used as promosing substrates in bone tissue engineering.Keywords: polycaprolactone diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, scaffold, hydroxyapatite, crosslink}
-
علم بین رشته ای مهندسی بافت، سلول های ناحیه ای از بدن یا سلول های بنیادی در محیط خارج بدن را کشت داده، مجتمع سلولی رشد و تمایزیافته را بر روی بسترهای بیومتریالی نشانده و وارد بدن فرد بیمار می کنند. پلی لاکتیک گلیکولیک اسید و کیتوزان به ترتیب از دسته ی پلیمرهای مصنوعی و طبیعی متداول برای کاربردهای مهندسی بافت هستند. در این پژوهش با استفاده از روش الکتروریسی/الکترواسپری همزمان، داربست مهندسی بافت نانوبیوکامپوزیتی تهیه شد. در این تحقیق الیافی با آرایش تصادفی و هم راستا تهیه شد و مورفولوژی و میانگین اندازه ذرات و میانگین قطر الیاف به روش آنالیز با نرم افزار مورد ارزیابی قرار گرفتکلید واژگان: الکترواسپری, الکتروریسی, پلی لاکتیک گلیکولیک اسید, داربست, نانوذرات کیتوزان, مهندسی بافت}Tissue engineering, as an interdisciplinary science, is culturing cell body or stem cells outside the body and depositing grown and differentiated cell complex on substrate biomaterials into a patient's body. PLGA and chitosan are commonly used for tissue engineering applications, respectively as synthetic and natural polymers. In this study, nano-biocomposite scaffold of tissue engineering was prepared by electrospinning/electrospraying method. Nanofibers with random and aligned arrangement were prepared. The average particle size and fiber diameter was measured using Image J analysis software.Keywords: Electrospraying, Electrospinning, PLGA, Scaffold, Chitosan Nanoparticles, Tissue Engineering}
-
در سه دهه اخیر سرامیک های پایه کلسیم- سیلیکاتی به عنوان انتخاب مناسبی به دلیل زیست فعالی، زیست سازگاری و توانایی تشکیل استخوان مناسب جهت کاربرد در مهندسی بافت مورد توجه واقع شده اند. در حال حاضر هاردیستونیت به عنوان یکی از مواد سرامیکی زیست سازگار و زیست فعال برای کاربردهای پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق، برای اولین بار پودر و داربست سه بعدی هاردیستونیت با تخلخل های باز به ترتیب با روش سنتز آلیاژسازی مکانیکی و استفاده از فضاساز ساخته شدند. نانوهاردیستونیت خالص با استفاده از 10 ساعت آسیاکاری و سه ساعت عملیات حرارتی ثانویه در دمای 800 درجه سانتی گراد حاصل شد. اندازه بلورک های پودر و داربست هاردیستونیت به ترتیب 2±28 و 1±79 نانومتر اندازه گیری شد. نتایج نشان می دهد که داربست های نانوساختار هاردیستونیت به ترتیب با استحکام و مدول فشاری 02/0±35/0 و 21/0±49/10 مگاپاسکال، 1±81 درصد تخلخل و اندازه تخلخل در بازه 200-500 میکرومتر پس از سه ساعت عملیات حرارتی در دمای 1250 درجه سانتی گراد، با موفقیت سنتز شد. در حین عملیات حرارتی نمک سدیم کلرید(80 درصد وزنی، 300-420 میکرومتر)، به تدریج بخار شده و در داربست ایجاد تخلخل می کند. به منظور ارزیابی توانایی تشکیل آپاتیت روی داربست ها، از آزمون مایع شبیه ساز بدن (SBF) استفاده شد. با توجه به نتایج، تشکیل لایه آپاتیت روی سطح داربست می تواند به عنوان معیاری از زیست فعالی درنظر گرفته شود.کلید واژگان: هاردیستونیت, داربست, مهندسی بافت استخوان, فضاساز سدیم کلرید}In the recent three decades, Ca-Si-based ceramics have received great attention as an appropriate candidate for tissue engineering applications due to their remarkable bioactivity, biocompatibility, and good bone formation ability. Hardystonite is currently recognized as a bioactive and biocompatible bio-ceramic material for a range of medical applications. In the present study, for the first time, hardystonite powder and 3D hardystonite scaffold with interconnected porosity were produced using mechanical alloying synthesis and the space holder method, respectively. It was found that pure nano-crystalline hardystonite powder formation occurred following 10 h of milling and subsequent sintering at 800 C° for 3 h. The measured crystallite size of particles and the hardystonite scaffold was found to be 28 ± 2 and 79 ± 1 nm, respectively. The results also showed that nanostructured hardystonite scaffolds with the compressive strength and modulus of 0.35 ± 0.02 and 10.49 ± 0.21 MPa, the porosity of 81 ± 1% , and pores size range of 200500 μm were successfully synthesized after sintering at 1250 °C for 3 h. During the sintering process, NaCl (80wt%, 300-420 µm), as the spacer agent, gradually evaporated from the system,producing porosity in the scaffold. Simulated body fluid (SBF) was used to evaluate the apatite formation ability of the scaffolds. The results showed that the formation of an apatite layer on the scaffold surface could be considered as a bioactivity criterion.Keywords: Hardystonite, Scaffold, Bone tissue engineering, NaCl spacer}
-
ارزیابی استحکام مکانیکی و انحلال پذیری داربست استخوانی تولید شده از هیدروکسی آپاتیت و فوم پلی یورتانساخت و ارزیابی خواص داربست استخوانی هیدروکسی آپاتیت طبیعی و فوم پلی یورتان مورد بررسی قرار گرفت. ترکیب شیمیایی و ریزساختار داربست به همراه خواص مکانیکی، پایداری حرارتی و همچنین درصد تخلخل، سختی، استحکام خمشی و خواص زیست سازگاری و تخریب-پذیری مورد مطالعه قرار گرفت. داربست ها استحکام فشاری بالا همراه با درصد تخلخل مناسب از خود نشان دادند. با افزایش درصد وزنی هیدروکسی آپاتیت از 45 به 65، چگالی داربست ها از 37/1 به 57/1 گرم بر سانتی متر مکعب و استحکام فشاری از 82/0به 7/ 1 مگاپاسکال افزایش و درصد تخلخل از 8/57 به 39/34 کاهش پیدا کرد.کلید واژگان: داربست, هیدروکسی آپاتیت, پلی وینیل الکل, زیست فعالی, زیست تخریب پذیری, فوم پلی یورتان}The fabrication and characterization of bone scaffold which was produced from hydroxyapatite and polyurethane foam were investigated. Thermal and mechanical properties of the scaffolds were studied via X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and compression test and thermogravimetry technique. Also, hardness test, three-point bending and investigation of biological behavior were employed. The fabricated scaffolds showed high compressive strength with favorable percentage of porosity. Thus, it might be concluded that the polymer foam fabrication technique can be appropriate for producing bone scaffolds. By increasing the weight percentage of hydroxyapatite from 45 to 65, the density of the scaffold increased from 1.37 to 1.57 g/cm3 and compressive strength increased from 0.82 to 1.7 MPa while the porosity decreased from 57.8 to 34.39.Keywords: Scaffold, Polyvinyl Alcohol, Hydroxyapatite, Biodegradability, Bioactivity, Polyurethane Foam}
-
در سال های اخیر استفاده از نانومواد در داربست های مهندسی بافت استخوان به دلیل تقلید از ساختار بافت طبیعی استخوان که دارای یک ساختار نانوکامپوزیتی درهم آمیخته با یک ماتریس سه بعدی است، مورد توجه قرار گرفته است. در این میان، پلی کاپرولاکتان به عنوان یک زیست پلیمر، درساخت داربست های مهندسی بافت استخوان مورد استفاده قرار گرفته است. هدف از این پژوهش، ساخت داربست نانوکامپوزیتی پلی کاپرولاکتان/ هیدروکسید دوگانه لایه ای با خواص مکانیکی، زیست فعالی و زیستی مناسب برای کاربرد در مهندسی بافت استخوان اسفنجی است. برای ساخت داربست ها از ترکیب دو روش فروشویی ذره ای و خشکایش انجمادی و هم چنین برای مطالعات سلولی از سلولMG63 (استئوسارکومای استخوان) استفاده شد. تحلیل طیف سنج طول موج انتشاری از نمونه ها، توزیع یکنواخت فاز سرامیکی در بستر پلی کاپرولاکتان را تایید کرد.
نتایج بررسی مکانیکی داربست ها حاکی از افزایش مدول یانگ بعد از اضافه شدن فاز سرامیکی بود. بررسی های میکروسکوپی نشان داد که داربست ها از تجمع ریزکره ها پس از اضافه شدن فاز سرامیکی حاصل شدند و اندازه تخلخل ها بین 100 تا 600 میکرومتر گزارش شد. هم چنین با افزودن فاز سرامیکی آب دوستی پلی کاپرولاکتان افزایش یافت، اما تشکیل هیدروکسی آپاتیت در محیط شبیه سازی شده بدن، به علت وجود یون منیزیم به تاخیر افتاد. ارزیابی های سلولی، اتصال سلول ها و تکثیرشان روی داربست ها را تایید کردند. نتایج نشان می دهد که داربست های ساخته شده قابلیت کاربرد در مهندسی بافت استخوان اسفنجی را دارند.کلید واژگان: هیدروکسیددوگانه لایه ای, کامپوزیت, خشکایش انجمادی, مهندسی بافت, داربست}In recent years the use of nanomaterials in bone tissue engineering scaffold has been considered due to its imitating the structure of natural bone tissue which contains a nanocomposite structure mixed with a three-dimensional matrix. In the meantime, Polycaprol actone has been used as a bio-polymer in bone tissue engineering applications as a scaffold. The aim of this study is to develop porous scaffolds made of polycaprol actone/layered double hydroxide biocomposite, with appropriate mechanical, bioactive and biological properties, for bone tissue engineering application. The nanocomposite scaffolds were fabricated by the particulate leaching method and freeze-drying method. In this study, MG63 cells (osteosarcoma) was investigated for cellular study. Energy dispersive X-ray analysis confirmed uniform distribution of ceramic phase in polycaprol actone matrix. The results of mechanical tests showed the increase in youngs modulus after addition of ceramic phase. The microscopic investigations demonstrated that the pores generated after addition of ceramic phase and the average size of pores was as large as 100-600μm. Also by the addition of LDH, the hydrophilicity of PCL increased but the rate of hydroxyapatite formation was delayed due to presence of magnesium ions. The cell culture experiments confirmed the attachment and proliferation of cells on the scaffolds. The results showed that the fabricated scaffolds have the potential to be used in cancellous bone tissue engineering.Keywords: Layered double hydroxide, Composite, Freeze, drying, Tissue engineering, Scaffold}
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.