بررسی تجربی قابلیت مکانیکی هیدروژل‌های آلژینات/فیبروئین به‌عنوان داربست مهندسی بافت رگ‌های خونی

مهندسی بافت، به‌عنوان روشی مناسب برای جایگزین کردن روش­های درمانی فعلی گرفتگی و تصلب شراین کرونری شناخته می‌شود. چالش­های اصلی در مسیر مهندسی رگ­های کارآمد به کمک علم مهندسی بافت، انتخاب بیومواد و طراحی ساختار مناسب برای داربست هستند. در مطالعات اخیر نشان داده شده است که هیدروژل­های آلژینات حاوی برخی از پروتئین­ها مانند فیبروئین، شرایط بسیار مناسبی برای چسبندگی سلولی، فعالیت­های سلولی، گسترش و رشد سلول­های دیواره عروق خونی از خود نشان­ می­دهند. هدف این مطالعه، بررسی قابلیت مکانیکی این هیدروژل­ها و امکان بهبود خواص مکانیکی آن­ها با تغییر ساختار شیمایی و فرآیند سنتز، برای استفاده به‌عنوان داربست­ مهندسی بافت رگ است. در این پژوهش، پارامتر‌های مکانیکی مختلف هیدروژل­های آلژینات حاوی پروتئین فیبروئین، از جمله مدول کشسانی ناحیة خطی، کرنش و تنش تسلیم و قابلیت تورم داربست­های ساخته‌شده با این هیدروژل­ها، بررسی شده‌اند. تمام پارامتر­های ذکرشده از طریق انجام آزمون کشش تک‌محوره روی نمونه­های دمبل‌شکل و به کمک روابط تحلیلی مربوط به تنش و کرنش استوانه­های جدارضخیم، به‌دست آمده است. نتایج به‌دست‌آمده، با پارامتر­های مکانیکی متناظر دیوارة شریان­های کرونری مقایسه شده‌اند، تا ساختار و روش سنتز بهینه از بین نمونه­های آزمایش‌شده تعیین شود. نتایج این تحقیق نشان می­دهد که هیدروژل آلژینات/فیبروئین، در صورت اصلاح ساختار به‌وسیلة ترکیب با هیدروژل آکریل­آمید و تشکیل هیدروژل هیبرید و دوشبکه‌ای آلژینات/فیبروئین/پلی­آکریل­آمید با سنتز دومرحله­ای به‌وسیلة کاتیون­های آهن و کلسیم، شرایط مکانیکی بسیار مناسبی برای استفاده به‌عنوان داربست خواهد داشت. مدول کشسانی هیدروژل آلژینات-فیبروئین با افزودن پلی­آکریل­آمید، از حدود kPa 46 به kPa 100 و در صورت سنتز دومرحله‌ای، تا kPa 480 افزایش یافت. داربست ساخته‌شده با این هیدروژل، ازنظر پارامتر مکانیکی قابلیت تورم، شباهت بیشتری از رگ­های پیوندی تجاری موجود به شریان­های کرونری طبیعی دارد.