شیشه های زیست فعال به دلیل توانایی در پیوند و هم بندی با بافت نرم و سختی که دارند در ترمیم، درمان، شکسته-بندی استخوان و پوشش کاشتنی بدن مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این پایان نامه، تهیه و مشخصه یابی نانو الیاف شیشه ای زیست فعال به کمک روش سل-ژل و الکتروریسی می باشد. در این پروژه از آنالیزxrd و ft-ir برای تشخیص تشکیل لایه هیدروکسی آپاتیت بعد از غوطه وری در سیال شبیه سازی شده بدن بر روی نمونه ها انجام شد و همچنین از میکروسکوپ الکترونی روبشی sem و afm برای آگاهی از تشکیل این شیشه ها به شکل نانوالیاف استفاده شده است. در مرحله اول شیشه های زیستی از تترا اتیل ارتوسیلیکات (teos)، تری اتیل فسفات(tep) و کلسیم نیترات 4 آبه سنتز شده و روی محلول فوق الکتروریسی انجام شد اما به دلیل این که این مواد بسیار شکننده می باشند نمی توان از آن ها به عنوان یک داربست مناسب استفاده کرد. در مرحله دوم از پلیمر پلی وینیل الکل به عنوان یک تسهیل کننده در فرآیند الکتروریسی استفاد شدبنابراین پیش ماده شیشه حاصل به کمک پلیمر به راحتی به شکل الیاف در آمده و در واقع می توان گفت که از این مواد کمک گرفته می شود که پیش ماده شیشه زیست فعال به شکل یک داربست مناسب درآورده شوند. در مرحله آخر کار (بخش سوم) از ستریل آمونیوم برماید(ctab) به عنوان یک سورفکتانت و نیز به عنوان عامل تسهیل کننده در تولید الیاف استفاده شد که این عمل از طریق افزایش هدایت در محلول الکتروریسی صورت می گیرد. بنابراین نانوالیاف یکنواخت و صافی حاصل می شود. در مرحله بعد دمای کلسینه شدن مورد بررسی قرار می گیرد و مشاهده شده که دمای کلسینه شدن مناسب برای این شیشه ها دمای 600 درجه سانتیگراد می باشد مواد خواص زیست فعالی بهتری را در این دما از خود نشان می دهند. همچنین بعد از کلسینه کردن منافذ مزویی روی سطح الیاف ایجاد می شود که این موضوع به وسیله آنالیز afm تایید شده است. در واقع داربست-های شیشه ای زیست فعال مزوپروس(mbg) به عنوان موادی با پتانسیل ترمیم استخوان به دلیل زیست فعالی عالی و توانایی انتقال دارو پیشنهاد می شوند. نتیجه کلی می توان گرفت این است که این مواد دارای توانایی بسیار بالایی در اتصال با استخوان به دلیل ویژگی های منحصر به فردی از قبیل شباهت به بافت استخوان و تشکیل لایه هیدروکسی آپاتیت روی سطح شان می باشند و نیز می توانند به عنوان یک داربست برای انتقال دارو مورد استفاده قرار گیرند.

آرتروز مفصلی به دلیل سائیدگی مفاصل در میان افراد کهنسال و نیز ورزشکاران شایع است که منجر به درد، شکنندگی، محدودیت حرکتی و تورم بافت می شود. هدف از پژوهش حاضر، بررسی تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از بافت چربی خرگوش در داربست فیبروئین و داربست نانوکامپوزیتی فیبروئین/کندروئیتین سولفات/آلجینات به سمت سلول های غضروفی است. به این منظور داربست فیبروئین خالص و داربست فیبروئین/کندروئیتین سولفات/آلجینات حاوی و فاقد نانوذرات کیتوسان حامل فاکتور رشد به روش خشکاندن انجمادی تهیه گردید. از نسبت های وزنی متفاوت فیبروئین/کندروئیتین سولفات/آلجینات برابر با 100/0/0، 90/5/5، 70/15/15 و 50/25/25 در ساخت داربست استفاده شد. نانوذرات به روش ژل شدن یونی تهیه شدند و مطالعه تصاویر تهیه شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (fe-sem) اندازه ذرات را برابر با 5±30 نانومتر نشان داد. پس از افزودن نانوذرات به مقدار 10، 30 و 50 درصد وزنی به محلول های فیبروئین و فیبروئین/کندروئیتین سولفات/آلجینات، انجماد سوسپانسیون حاصل و سپس قرارگیری در دستگاه خشک کن انجمادی داربست های حاوی نانوذره حاصل شدند. در مرحله بعد، داربست ها توسط غوطه وری در محلول اتانول حاوی کربودی ایمید (edc) شبکه ای شدند و سپس مراحل پایانی شست و شو و خروج حلال انجام شد. مشخصه یابی داربست ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (atr-ftir)، گرماسنجی روبشی تفاضلی (dsc)، تفرق پرتو ایکس (xrd) و آزمون خواص مکانیکی فشاری انجام گردید. مدول فشاری داربست خالص فیبروئینی و هیبریدی به ترتیب برابر با 2/0±68/2 و 15/0±35/3 مگاپاسکال بود. بعد از افزودن 30 درصد وزنی نانوذرات کیتوسان به داربست هیبریدی، مدول فشاری به 15/0±6/5 مگاپاسکال رسید. گنجایش آب و میزان تخریب داربست نانوکامپوزیتی نیز به همین ترتیب افزایش یافت. میانگین اندازه دهانه حفره های داربست فیبروئین/کندروئیتین سولفات/آلجینات با نسبت 70/15/15 پس از افزودن 30 درصد وزنی نانوذرات کیتوسان از 2±5/105 میکرومتر به 17/6±71/117 میکرومتر افزایش یافت. کندروسیت ها و سلول های بنیادی به ترتیب از بافت غضروف مفصلی و بافت چربی خرگوش استخراج و در داربست های تهیه شده کشت داده شدند. درصد بقاء سلولی در اثر مجاورت با عصاره داربست ها توسط روش ام تی تی (mtt) اندازه گیری شد. بررسی چسبندگی سلول ها به داربست، به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. برای بررسی ترشح گلیکوزآمینوگلیکان از روش رنگ آمیزی آلسیان بلو، سافرانین اُ و دی متیل متیلن بلو و برای بررسی میزان بیان ژن از روش واکنش زنجیره ای پلیمراز (pcr) استفاده گردید. آزمون ام تی تی عدم سمیت سلولی داربست های تهیه شده را تأیید کرد. میزان ترشح گلیکوزآمینوگلیکان در داربست کامپوزیتی بیشتر از داربست فیبروئین بود. میزان گلیکوزآمینوگلیکان ترشح شده در داربست خالص فیبروئین توسط سلول های بنیادی بعد از 14 روز برابر با 25/0±3/4 میکروگرم بر میلی لیتر بود. این مقدار در داربست هیبریدی با نسبت 70/15/15 با افزودن نانوذره حاوی فاکتور رشد تبدیلی بتا-1 (1tgf-?) به طور چشمگیری افزایش یافت و به 3/0±9/8 میکروگرم بر میلی لیتر رسید. هم چنین میزان بیان کلاژن نوع دو، اگریکان و ساکس نه نیز با تفاوت معناداری در داربست نانوکامپوزیتی حاوی فاکتور رشد بیشتر بود (05/0p<). با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش، داربست نانوکامپوزیتی فیبروئین/کندروئیتین سولفات/آلجینات با نسبت وزنی 70/15/15حاوی 30 درصد وزنی نانوذرات کیتوسان بهترین پاسخ را از نظر خواص مکانیکی، شیمیایی و سلولی متناسب با کاربرد غضروف نشان داد و قابلیت تحریک تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از چربی به سمت سلول های غضروفی را دارا می باشد.

سامانه های دارورسانی تزریقی جدید در طی چند سال گذشته پیشرفت های قابل توجهی داشته اند. این توجه به دلیل امتیازاتی است که این سامانه ها دارا هستند از قبیل کاربرد ساده، دارورسانی موضعی به نحو موثر، دوره طولانی رساندن دارو (دارورسانی)، کاهش دوز مصرفی دارو همراه با کاهش میزان اثرات جانبی، افزایش راحتی و پذیرش آنها توسط بیمار. در حال حاضر در کنار توسعه دیگر سامانه های دارورسانی، استفاده از سامانه های تشکیل شونده در محل تزریق بر پایه پلیمرهای زیست تخریب پذیر مانند plgaمورد توجه قرار گرفته است. این نوع سامانه ها پس از تزریق و کاشت به حالت جامد در می آیند. اصول پایه در این روش استفاده از یک حلال برای حل کردن پلیمر است بطوریکه بتوان آن را همراه با دارو به سرعت به محیط بیولوژیک وارد نمود تا پس از ورود یک توده ی جامد تشکیل دهد. در این رساله هدف دستیابی به نوعی سامانه دارو رسانی زیست تخریب پذیر، به منظور درمان التهاب های ایجاد شده در بافت ها، ناشی از عمل جراحی کاشت بیومتریال ها یا بیماری ها می باشد. بدین منظور از دو نوع پلیمر زیست تخریب پذیر مختلف (plga)، حلال n-متیل-2-پیرولیدون (nmp)، ماده افزودنی اتیل هپتانوآت و دو نوع داروی کورتیکواستروئید (بتامتازون و بتامتازون استات) به همراه تابش گاما برای استریل کردن نمونه ها استفاده شده است. در این تحقیق تاثیر پارامترهای گوناگون مانند تابش گاما، وزن مولکولی پلیمر و نوع دارو بر فرآیند رهایش دارو مورد بررسی قرار گرفت. به منظور تعیین خصوصیت های سامانه های تهیه شده از انواع روش های دستگاهی مانند hplc، dsc، tga، ftir، gpc، nmr و sem استفاده شد. نتایج این پژوهش بیانگر آنست که امکان استفاده از سامانه های تشکیل شونده در محل که تحت فرآیند استریلیزاسیون با تابش گاما (دوز kgy 25) قرار گرفته اند، وجود دارد و این نوع سیستم ها بر حسب نوع پلیمر بکار رفته و نوع دارو قادر به دارورسانی موضعی برای مدت 20 تا بیش از 120 روز در محیط in vitro هستند. با توجه به دست آوردهای تجربی این پروژه شیوه جدیدی در درمان بیماری های مرتبط با التهاب های ناشی از بیماری، عمل جراحی و یا کاشت یک بیومتریال در بدن ارائه شده است.

در این پژوهش، داروی ضدسرطان پکلیتاکسل با استفاده از روش پلیمریزاسیون مینی امولسیونی و پلیمرهای پایه اکریلات با اندازه نانومتری، کپسوله شده و خصوصیات نانوکپسول ها به همراه خصوصیات رهایش برون تنی آن بررسی شده است. این کار پژوهشی یک روش ساده برای کپسوله کردن داروی ضدسرطان بسیار آب گریز پکلیتاکسل به وسیله پلیمریزاسیون امولسیونی ارائه می دهد. توزیع اندازه ذرات به دست آمد و میانگین اندازه ذرات در حدود 19 نانومتر به دست آمد که برای کاربرد رهایش دارو در بدن و عبور نانوکپسول ها از سدهای زیستی موجود در بدن مزیت زیادی دارد. رهایش دارو از درون نانوکپسول ها روند دوگانه داشته که برای استفاده از بسیاری از داروها از جمله داروی ضدسرطان پکلیتاکسل می تواند مفید باشد. نتایج این پژوهش نشان داد که نانوکپسول های بارگذاری شده با پکلیتاکسل p(mma-st-aa) که مقادیر استایرین بیشتری در ساختار خود دارند بازدهی کپسوله کردن و بازدهی بارگذاری بهتری دارند به علاوه مزیت کوچک تر بودن اندازه ذرات را نیز دارند.