زخم بندهای بر پایه هیدروژل های زیست نانوکامپوزیتی هوشمند پاسخگو به تحریک های دوگانه

در این رساله، نسل جدیدی از زخم بندهای هیدروژلی موسوم به زخم بندهای هیدروژلی نانوکامپوزیتی هوشمند، با بهره گیری از فناوری هیدروژل های هوشمند و تلفیق آن با فناوری نانوکامپوزیت ها ارائه گردید. زخم بندهای مورد نظر بر پایه ماتریس هیدروژلی پلی وینیل الکل/پلی آکریلیک اسید پاسخگو به تحریک های دوگانه (دما و ph)، ذرات نانومتری دو نوع خاک رس متفاوت (مونت موریلونیت و کائولینیت) و عسل تهیه شده و قابلیت آن ها برای مصارف زخم بندی مورد ارزیابی قرار گرفت. علاوه بر این، مدل های ترمودینامیکی تورمی هیدروژل های نانوکامپوزیتی برای اولین بار ارائه گردید. آزمون های خواص ساختاری انجام پذیرفته بر روی زخم بندهای هیدروژلی نانوکامپوزیتی هوشمند نشان داد که زخم بندهای بر پایه پلی وینیل الکل/پلی آکریلیک اسید و مونت موریلونیت دارای شکل شناسی درهم آمیخته بوده، در حالیکه زخم بندهای بر پایه پلی وینیل الکل/پلی آکریلیک اسید و کائولینیت دارای شکل شناسی در میان لایه ای هستند. نتایج همچنین نشان دهنده نقش خاک های رس به عنوان عامل های شبکه ای کننده در شبکه هیدروژل های نانوکامپوزیتی بر پایه پلی وینیل الکل/پلی آکریلیک اسید بود. خاک های دارای قابلیت تقویت کنندگی در زخم بندها بودند و با افزودن آن ها به ماتریس هیدروژل پلی وینیل الکل/پلی آکریلیک اسید، مدول الاستیک و استحکام کششی نمونه ها به ترتیب تا 365 و 80%، افزایش یافت. آزمون های فشاری و تحلیل مکانیکی-حرارتی دینامیکی نیز اثر تقویت کنندگی خاک های رس در زخم بندهای تهیه شده را به خوبی تائید نمودند. بررسی های انجام پذیرفته بر روی خواص شبکه ای زخم بندها نشان داد که با افزودن خاک های رس به ماتریس هیدروژلی زخم بند، جرم مولکولی زیر زنجیره ها کاهش یافته و چگالی موثر اتصالات عرضی شبکه افزایش می یابد. علاوه بر این، اندازه تور شبکه و قطر حفرات زخم بندها در مقیاس نانومتری بوده، با افزایش میزان خاک رس در آن ها، اندازه مش شبکه کاهش می یابد. نتایج آزمون های تورم و رهایش نشان داد که زخم بندهای مورد نظر به صورت ویژه ای به تحریک های محیطی دما و ph پاسخ نشان می دهند و با افزایش دما و ph، میزان تورم آن ها افزایش یافته و میزان رهایش عسل از آن ها نیز افزایش می یابد. نتایج همچنین بیانگر آن است که در حضور خاک های رس در ساختار زخم بندها، زمان رسیدن به تورم تعادلی، زمان رهایش عسل و همچنین زمان خشک شدن آن ها افزایش می یابد. این بدین معنی است که زمان مصرف زخم بندها با افزودن خاک رس افزایش یافته و دفعات تعویض آن ها در موارد مصرف عملی کاهش می یابد. خاک های رس همچنین میزان نرخ عبور بخار آب زخم بندها را به صورت چشمگیری تحت تأثیر قرار می دهند. بر اساس نتایج حاصل، بیشترین میزان نرخ عبور بخار آب مربوط به زخم بند بدون خاک رس بود (در حدود .hr2m/g 112)، که این میزان با حضور 16% وزنی از مونت موریلونیت یا کائولینیت در ساختار آن، به ترتیب تا حدود .hr2m/g 47 و40 کاهش یافت. روند پیش بینی پاسخ تورمی هیدروژل های نانوکامپوزیتی پاسخگو به تحریک های دوگانه دما و ph بر اساس مدل های ارائه شده در این رساله با داده های تجربی مطابقت دارد. مدل ها نشان دادند که میزان تورم هیدروژل های نانوکامپوزیتی تهیه شده، با افزایش دما و ph (بالای pka) و همچنین کاهش میزان خاک رس در نمونه ها افزایش می یابد. در حالت کلی تطابق مطلوبی بین نتایج مدل سازی و تجربی مشاهده گردید که این تطابق بین منحنی های حاصل از مدل سازی با داده های تجربی در مقادیر بالاتر از میزان خاک رس موجود در نمونه ها و همچنین دما و ph بالا مشهودتر است. بر اساس نتایج مدل سازی همچنین معلوم گردید که مدل شبکه ای حاکم بر هیدروژل های نانوکامپوزیتی تهیه شده، مدل فانتوم است. بر پایه آزمون های زیستی، خواص ضد سمی و ضد میکروبی زخم بندهای تهیه شده به اثبات رسید. آزمون های درون تنی نیز نشان داد که زخم بندهای تهیه شده موجب بهبود زخم های حیوانی با سرعت بالا شده و بافت های ترمیم یافته با استحکام کششی بالایی را ایجاد می نمایند. علاوه بر این، بر اساس بررسی های بافت شناسی معلوم گردید که استفاده از زخم بندهای نوین تهیه شده در این مطالعه، موجب ایجاد لایه کلاژنی قوی تر، تسریع عملیات رگ زایی و همچنین کاهش میزان التهاب در محل زخم حیوانی می گردد. در مجموع، یافته های این رساله نشان داد که زخم بندهای هیدروژلی زیست نانوکامپوزیتی هوشمند پاسخگو به دما و ph، دارای ویژگی های منحصر به فردی بوده و گزینه ای مناسب برای استفاده به عنوان زخم بندهای نوین در مراقبت از زخم ها و سوختگی ها هستند.