تهیه داربست از نانوکامپوزیت های سوپرامولکولی پلی کاپرولاکتون/هیدروکسی آپاتیت به روش الکتروریسی و بررسی خواص داربست ها

هدف اصلی در مهندسی بافت، طراحی و ایجاد ساختاری مشابه ساختار بافت طبیعی موجود زنده، برای ترمیم آسیب ها و ضایعات بافتی و یا جایگزینی بافت از دست رفته، به منظور بازگردانی و یا حفظ عملکرد طبیعی بافت است. امروزه استفاده از مهندسی بافت در درمان ضایعات پوستی، استخوانی، غضروفی و غیره، به دلیل عدم توانایی ترمیم خود به خودی این بافت ها و همچنین عدم امکان انجام پیوند به دلیل ایمنی زایی، بسیار مورد توجه است. به همین منظور لازم است تا سلول ها روی ساختاری حمایتی به نام داربست قرار گیرند تا بتوانند رشد، مهاجرت، تکثیر و تمایز داشته باشند و در نهایت ساختار پیچیده و رفتار فیزیولوژیک بافت طبیعی بدن را تقلید کرده، بهبود بخشیده و تحریک کنند. اهمیت حیاتی ساختار سه بعدی ماده داربست، نه تنها به دلیل اثر بر خواص مکانیکی ساختار، بلکه به دلیل تأثیر همزمان آن بر مهاجرت و چسبندگی سلولی است. داربست های مورد استفاده در مهندسی بافت، چه طبیعی چه سنتزی، ساختارهایی متخلخل با شبکه تخلخل به هم پیوسته هستند. از سوی دیگر، پلیمرهای سوپرامولکولی به دلیل وجود پیوندهای ثانویه (از جمله پیوندهای کوردینانسی فلز-لیگاند و یا هیدروژنی) در ساختار ماکرومولکولی خود قادرند به بعضی محرک ها از قبیل دما، ph و یا فشار پاسخ دهند که از نظر ماهیت دینامیک بر هم کنش ما بین سلول زنده و ماتریس خارج سلولی حائز اهمیت است. در سال های اخیر تحقیقات زیادی بر روی این نوع مواد برای بهره-گیری از آن ها در مهندسی بافت صورت گرفته است. در این پروژه از نوعی نانوکامپوزیت سوپرامولکولی شامل پلی کاپرولاکتون (با گروه های تجمعی پیوند هیدروژنی چهارتایی) و نانوذرات هیدروکسی آپاتایت(با گروه های تجمعی پیوند هیدروژنی چهارتایی پیوند شده روی سطح)، برای هدف مهندسی بافت استخوان استفاده شد. پژوهش با سنتز گروه های عاملی یوریدو-پیریمیدینون که از طریق چهار پیوند هیدروژنی به هم متصل می شوند، آغاز گردید. سپس، با استفاده از این گروه ها پلی کاپرولاکتون سوپرامولکولی و نانوکامپوزیت سوپرامولکولی تهیه گردیدند. در ادامه، داربست ها توسط روش الکتروریسندگی از پلیمر سوپرامولکولی، نانوکامپوزیت سوپرامولکولی و نانوکامپوزیت معمولی ساخته شده و سپس مورد مقایسه قرار گرفتند. اثر دما، حلال، غلظت و ولتاژ بر مورفولوژی الیاف در داربست های حاصل از الکتروریسی مورد بررسی قرار گرفت و شرایط بهینه برای تهیه داربست به دست آمد، سپس مورفولوژی داربست ها توسط میکروسکوپ الکترونی پویشی مورد بررسی قرار گرفت. توزیع نانوذرات توسط edxa مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که با اتخاذ روش سوپرامولکولی برای تهیه نانوکامپوزیت، توزیع ذرات در نانوکامپوزیت اصلاح سطح شده بهبود یافت.آزمون مکانیکی کشش برای نانوکامپوزیت سوپرامولکولی (با نانوآپاتایت اصلاح سطح شده)، افزایش استحکام کششی را به میزان 7/1 برابر در مقایسه با کامپوزیت حاوی نانوهیدروکسی آپاتیت اصلاح نشده (nhap)، نشان داد. در ادامه نیز کشت سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از چربی روی این داربست ها صورت گرفت. نتایج نشان داده شد که برای کامپوزیت سوپرامولکولی سلول های بیشتری روی سطح داربست پهن شده اند. آزمایش mtt نشان داد که در طول 21 روز تکثیر سلولی برای نمونه کامپوزیت سوپرامولکولی نسبت به کامپوزیت معمولی و پلیمر خالص، به ترتیب 150 و 200 برابر افزایش داشته است.