ساخت و مشخصه‌يابي داربست‌هاي سه بعدي پليمري آنتي باكتريال بر پايه‌ي پلي‌گليسرول سباكيت؛ و ارزيابي نرخ كلسيفيكاسيون و پاسخ هاي زيستي‌آن جهت كاربرد در مهندسي بافت دريچه قلب

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي پزشكي

دكتري

چكبده : مهندسي بافت دريچه‌ي قلب (HVTE) يكي از پيشرفته‌ترين و جديدترين رويكردها براي درمان بيماري‌هاي پيشرفته دريچه‌اي قلب است. اين در حالي است كه ساخت و توسعه‌ي يك داربست زيست مقلد مناسب هنوز يك چالش باليني و راهبردي است. لذا هدف اصلي در مطالعه‌ي حاضر، ساخت و مشخصه‌يابي يك داربست دريچه قلب سه بعدي آنتي باكتريال بر پايه مهندسي بافت جهت رفع محدوديت‌هاي حال حاضر روش هاي درماني بيماري هاي دريچه‌اي، پيشگيري از جراحي هاي ثانويه به ويژه در اطفال، اندوكارديت و عفونت در محل جراحي است. به همين منظور، سه پليمر پلي گليسرول سباكيت، پلي كاپرولاكتون و ژلاتين با نسبت‌هاي (PGS50:PCL40:GLT10) به روش چند مرحله‌اي ذوبي تركيب شده و داربست اوليه با استفاده از روش قالبگيري مذاب در يك قالب سه بعدي كه طراحي و ساخته شد؛ توليد شد. در حين ساخت؛ داروي سيپروفلوكساسين(CPFX1%wt) نيز به عنوان ماده‌ي آنتي باكتريال در داربست بارگذاري شد. سطح داربست با لايه‌اي پوششي از PGS-GLT با استفاده از تكنيك غوطه ور سازي و با كمك ماده EDC-NHS به عنوان عامل ايجاد شبكه هاي عرضي پوشانده شد. داربست‌هاي ساخته شده حاوي دارو و فاقد دارو كه با يا بدون لايه پوششي بودند مورد ارزيابي خصوصيات فيزيكي-شيميايي، مكانيكي، نرخ كلسيفيكاسيون، مقاومت بخيه پذيري و پاسخ هاي بيولوژيك قرارگرفتتند. آزمون توپوگرافي سطح و ارزيابي هاي مورفولوژيكي داربست نشان داد كه افزودن يك لايه پوششي پليمري به سطح داربست؛ مي تواند به طور قابل توجهي يكپارچگي و همواري سطح را افزايش دهد. همچنين زاويه تماس با آب در نمونه‌ي بدون لايه پوششي حاوي دارو، 18/21 درجه اندازه گيري شد در حالي كه پس از ايجاد لايه پوششي و ايجاد شبكه‌هاي عرضي، ميزان آبدوستي به 73/28 درجه رسيد. استحكام كششي داربست بهينه داراي پوشش 42/3 مگاپاسكال، مدول كششي 13/7 مگاپاسكال، ضريب كشساني 33 درصد و استحكام خمشي 18/5 مگاپاسكال و مدول خمشي 12/3 مگاپاسكال بود كه در برابر مقايسه با داربست فاقد لايه پوششي الاستومري بهبود قابل توجه و معناداري داشتند (05/0 P<). در آزمون مقاومت داربست نسبت به بخيه پذيري در داربست داراي لايه پوششي برابر با 98/6 نيوتن بودكه ازپارگي تحت كشش داربست در حين كاشت در بدن جلوگيري مي‌كند. نتايج حاصل از ارزيابي نرخ كلسيفيكاسيون؛ مقداركمتري از رسوب‌كلسيم (µg/mg-135/0 ±12/6) را بر روي سطح داربست سه بعدي با لايه پوششي شبكه عرضي شده در مقايسه با داربست بدون لايه (µg/mg-127/1 ±2/14) نشان داد. در ارزيابي خون سازگاري نيز داربست هاي داراي لايه پوششي شبكه عرضي شده رفتاري غيرمحرك لخته‌زايي، فاقد چسبندگي پلاكت بالا و عدم ليز گلبول‌هاي قرمز خون را بروز دادند كه اين خون سازگاري بالا فاكتوري مهم در كارايي دريچه قلب محسوب مي‌شوند. در ارزيابي فعاليت آنتي باكتريال، داربست داراي لايه پوششي حاوي دارو(بهينه)؛ فعاليت ضد باكتريايي مؤثري را در مقابل هر دو نوع باكتري گرم منفي و گرم مثبت نشان داد. همچنين نتايج رهايش دارو نشان داد كه داربست بهينه مي تواند سيپروفلوكساسين را به تدريج و بطور مداوم براي بيش از 120 ساعت آزاد كند كه در كاهش خطر عفونت حاد دوره بعد از جراحي تعويض و ترميم دريچه قلب بسيار مفيد است. ارزيابي پاسخ سلولي و زيست سازگاري داربست ها با دو نوع رده‌ي سلولي HUVEC و همچنين فيبروبلاست قلبي انسان(HCF) كه از بافت قلبي انسان جدا گرديد، انجام شد. نتايج حاصل از رنگ آميزي هسته و غشاء سلول به روشHoechst وCalcein-AM و همچنين ارزيابي سميت سلولي به روش Alamar-blue و MTT ؛ نشان داد كه داربست هاي داراي لايه پوششي، علاوه برزنده ماني بيشتر وكاهش سميت سلولي، از شرايط رشد و چسبندگي سلولي بهتري برخوردار هستند. با توجه به نتايج به دست آمده، مطالعه‌ي حاضر از ايده‌ي ايجاد يك داربست زيست مقلد دريچه قلب سه بعدي آنتي باكتريال و زيست سازگار، و نقش پراهميت لايه پوششي الاستومري در بهبود خواص فيزيكي-مكانيكي؛ كلسيفيكاسيون و خون سازگار بودن آن حمايت نموده و افق هاي روشني را در حيطه ي مهندسي بافت دريچه قلب و جراحي تعويض دريچه قلب به روش‌كم تهاجمي نمايان مي سازد.

221710

بيومواد

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان