مشخصات

عنوان: طراحی و ساخت یک نمونه داربست قابل جذب کامپوزیتی بر پایه پلی لاکتاید (PLA) جهت استفاده در مهندسی بافت پوست

گروه تخصصی:  پزشکی

سازمان مجری:  واحد استان خراسان رضوی 

گروه پژوهشی: گروه پژوهشی مواد، گروه سلول های بنیادی و پزشکی ترمیمی

پژوهشگران: 
تاریخ خاتمه:  دی 1394

کارفرما: 

خروجی طرح: 
 
تلفن: 8762000-8795530-0511

نشانی سازمان مجری: مشهد، میدان آزادی، صندوق پستی: 1376-91775
 

چکیده:

پوست انسان مانعی آناتومیک بین محیط داخل و خارج است که از بدن در برابر مواد سمی، عوامل بیماری زا و ارگانیزم ها محافظت می کند. این لایه محافظ بنا به دلایلی همچون سوختگی، زخم های مزمن، اختلالات ژنی، ترومای حاد، و یا حتی ایجاد اختلال حین عمل جراحی، دچار آسیب می شود. برای ترمیم بافت آسیب دیده پوست، راه های متفاوتی ازجمله استفاده از پیوندهای اتوگرافت، آلوگرافت و زنوگرافت وجود دارد. این گونه پیوندها دارای محدودیت هایی می باشند ازجمله عدم دسترسی به پوست سالم اهداکننده مخصوصا در سوختگی های شدید، پس زدن توسط سیستم ایمنی بدن، درد، ایجاد اسکار در محل زخم، نرخ ترمیم آهسته و عفونت ها، یک راه حل برای رفع مشکلات مذکور استفاده از جایگزین های مهندسی شده پوستی است. در حال حاضر هیچ گونه پوست مهندسی شده ای که کاملا ساختار پوست سالم را شبیه سازی کند وجود ندارد. پلیمرهای طبیعی و یا مصنوعی در این خصوص به تنهایی نمی توانند همه نیازمندی های مربوط به مهندسی بافت را برطرف نمایند، اما ساخت داربست کامپوزیتی از ترکیب این دو گروه می تواند نتایج امیدوارکننده ای را در کاربردهای مهندسی بافت به دنبال داشته باشد.
هدف از انجام این پژوهش، طراحی و ساخت جایگزین های پوستی مهندسی شده متشکل از هر دوی مواد پلیمری طبیعی و مصنوعی زیست سازگار و زیست تخریب پذیر می باشد. در تحقیق حاضر، به منظور تامین استحکام مکانیکی داربست پوستی از کو پلیمر پلیمر مصنوعی و زیست تخریب پذیر PLGA، و جهت بهبود چسبندگی و زیست سازگاری مطلوب از پلیمر طبیعی کلاژن تیپ I گاوی جهت پوشش دهی بر روی سطح داربست ها استفاده شد.
جهت ساخت داربست، دو روش الکتروریسی و نمونه سازی سریع
(SFF) به دلیل مزایا و برتری های فراوانی که نسبت به سایر روش های رایج دارند انتخاب گردیدند. نهایتا با توجه به مجموعه عوامل فرایندی جهت تولید نمونه ها از روش الکتروریسی بهره گیری شد. همچنین به منظور بررسی خواص داربست تولیدشده آزمون های مختلفی به انجام رسید شامل: آزمون مکانیکی جهت تعیین استحکام کششی، آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) جهت مشاهدات ریزساختاری، آزمون تعیین میزان تخریب پذیری داربست در شرایط شبیه سازی شده بدن، آزمون تخلخل سنجی برای تعیین اندازه حفرات موجود در داربست، آزمون های طیف سنجی مادون قرمز فوریه (FTIR) به منظور ارزیابی گروه های عاملی نمونه ها و آزمون زاویه تماس جهت ارزیابی میزان آب دوستی سطوح داربست های تولید شده، نتایج کشت سلولی سلول های فیبروبلاست انسانی و کراتینوسیت ها حاکی از بهبود قابل توجه رفتار چسبندگی سلول ها بر روی سطح بوده که با نتایج آزمون سمیت MTT نیز سازگار است. به نظر می رسد که ثبات کافی کلاژن بر روی سطح که ناشی از اتصال مناسب شیمیایی و شبکه ای شدن موثر آن بوده است باعث افزایش چشم گیر فعالیت زیستی سطح داربست های تولیدی گردیده است که برای کاربردهای مهندسی بافت پوست می تواند بسیار امیدوارکننده باشد.



کلیدواژگان: مهندسی بافت، پوست مصنوعی، الکتروریسی، اصلاح سطح، هیدرولیز

 
 
Title: Design and fabrication of a composite bioabsorbable scaffold based on PLA for using in tissue engineering of skin

Abstract:

The human skin is an anatomical barrier which protects of body against toxins, pathogens and organisms. The loss of skin can occur for many reasons such as trauma, disease, burn or surgery. There are different ways for repairing the damaged tissue of skin such as use of allografts, autografts or xenografts as substitutes, but there are some limitations in using these substitutes such as limitation of donor sites, especially in heavily burned patients, immune rejections, pain, scarring, slow healing and infections. Now there are no models of bioengineered skin that completely replicate the uninjured skin, Natural or synthetic polymers alone cannot meet all the requirements for skin tissue engineering However, combination the properties of these two groups in a hybrid scaffold can be very promising in tissue engineering applications. The aim of this work was design and fabrication of tissue engineered skin substitutes as skin scaffolds from both biodegradable synthetic and natural polymers. In this research work, the biodegradable PLGA copolymer (75.25) was used as substrate for mechanical strength of scaffold and for improving the cell adhesion and biocompatibility, type 1 bovine collagen was used as coating on the surface of scaffolds.
Two different methods including rapid prototyping and electrospining were evaluated for fabrication of samples due to their different benefits and advantages relative to other conventional methods and the electrospining was the final choice for production. For evaluating the different properties of produced scaffolds various experiments carried out including: mechanical test for determining the tensile strength, scaning electron microscopy(SEM) for microstructure observations, degradation rate in simulated body fluid (SBF), porosimetry for determining the pores size of scaffolds, fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) for evaluating the functional groups of samples and contac angle for study the hydrophilicity of surface on produced scaffolds. Cell culture results of human dermal fibroblasts (HDF) and keratinocytes revealed that cell attachment behavior was significantly enhanced; MTT evaluation was consistent with cell attachment. It seems that sufficient stability of collagen on the surface due to proper chemical bonding and cross-linking has increased the bioactivity of surface remarkably which can be promising for bioengineered skin applications.



Keyword(s): tissue engineering, artificial skin, electrospinning, surface modification, hydrolysis