ساخت و مشخصه یابی داربست نانولیفی جهت دار پلی (گلیسرول سباکیت) برای کاربرد مهندسی بافت قرنیه چشم

بیماری های بسیاری موجب آسیب قرنیه شده که گاه به نابینایی و از دست رفتن شفافیت آن منجر می شوند. تا کنون تنها راه درمان و بازیابی آسیب های قرنیه، پیوند قرنیه بوده است حال آن که این راه به دلیل پس زده شدن بافت پیوندی و یا کمبود بافت های اهدایی عمدتا با سختی هایی همراه است، بدین لحاظ بازسازی ارگان های طبیعی توسط مهندسی بافت از جمله راه های قابل توجه است. با استفاده از این روش جایگزین های مناسب بافت با در نظر گرفتن ویژگی های ذاتی بافت هدف، تهیه می شوند و می توان بر معایب روش پیوند غلبه کرد. قابل توجه است که داربست مناسب در مهندسی بافت قرنیه بایستی شبیه ساز ماتریکس خارج سلولی استرومای قرنیه باشد به این معنا که مشابه با آن ساختاری متشکل لایه های عمود بر هم الیاف موازی نانومتری داشته باشد. الاستومر جدید و تخریب پذیر پلی (گلیسرول سباکیت) با خواص بسیار شبیه به بافت های نرم سنتز شده و کاربرد آن در مهندسی بافت بسیاری از بافت های نرم مورد توجه قرار گرفته است. اما کاربرد این پلیمر در مهندسی بافت قرنیه و استفاده از آن به فرم الیاف نانومتری تاکنون انجام نشده به همین دلیل و در پژوهش حاضر ساخت داربست نانوالیاف موازی از این پلیمر مورد نظر قرار گرفت. بنابراین هدف اصلی پژوهش حاضر بررسی امکان الکتروریسی این پلیمر به همراه پلی کاپرولاکتون، به عنوان عاملی برای افزایش ویسکوزیته محلول، با چشم انداز کاربرد در مهندسی بافت قرنیه در نظر گرفته شد. همچنین در این پژوهش، پلیمر پلی (گلیسرول سباکیت) با نسبت های متفاوت مولی از پیش سازهای اولیه با هدف بررسی تغییرات ساختاری و زیست سازگاری آن تهیه شد. سنتز پیش پلیمر پلی (گلیسرول سباکیت) مورد استفاده در الکتروریسی با استفاده از نسبت مولی یکسان و 2:2 سباسیک اسید و گلیسرین بود. مرحله بعدی پیش پلیمر نام برده با نسبت های وزنی متفاوت 1:1، 2:1، 3:1 و 4:1 به همراه پلی کاپرولاکتون در مخلوط اتانول و کلرفرم (9:1) حل شدند و تحت پارامترهای متفاوت نظیر غلظت های متفاوت محلول، ولتاژ و فاصله نازل و جمع کننده، الکتروریسی شد تا الیاف نانومتری با آرایش مناسب حاصل شود. جمع کننده مورد استفاده نیز الکترودهای موازی فلزی بودند که در فواصل مشخص از یکدیگر قرار گرفتند تا بهترین آرایش از الیاف موازی حاصل شود. نانوالیاف پلی کاپرولاکتون نیز از محلول با غلظت 10 درصد وزنی تهیه شد. در ادامه خواص ساختاری و شیمیایی، تخریب پذیری و زیست سازگاری نمونه های تهیه شده توسط روش mtt و قابلیت تحریک سیستم ایمنی با ایجاد تماس نمونه های تهیه شده با لکوسیت های خون بررسی شد. در چهارچوب سنتز پلی (گلیسرول سباکیت) از نسبت های مولی متفاوت 2:2 ،2:3 و 3:2 سباسیک اسید به گلیسرین، این پلیمر به روش مشابه ذکر شده در بالا تهیه شد و اثر تغییر نسبت های مولی بر نرخ تخریب و زیست سازگاری ارزیابی شد. نمونه های تهیه شده در تماس با سلول های اندوتلیوم قرنیه قرار گرفتند و تعداد سلول های زنده پس از 7 روز تماس شمارش گردید. از روش های مشخصه یابی روش هایی نظیر آزمون حرارتی افتراقی، پراش پرتو ایکس، آنالیز عنصری، رزونانس مغناطیسی هسته و کروماتوگرافی ژل تراوا در بررسی ساختار این پلیمر پس از تغییر نسبت های مولی مواد سازنده استفاده شدند. مطالعه مورفولوژی نانوالیاف جهت دار تهیه شده از دو پلیمر پلی (گلیسرول سباکیت) و پلی کاپرولاکتون، دستیابی به ساختار مناسب، شفاف و شبیه به ساختار واقعی قرنیه را نشان داد و این امر برآورده شدن ضرورت اولیه داربست های مناسب مهندسی بافت قرنیه را بیان می کند. در این مطالعه، اصلاح سازی روش الکتروریسی جهت تولید داربست های نانوالیاف، با تغییر شکل جمع کننده مورد استفاده به الکترودهای موازی فلزی بود. الیاف جهت دار در فاصله میان دو الکترود با قطر الیاف 550-300 نانومتر جمع آوری شدند. نتایج نشان داد که پایداری ساختاری، ترشوندگی و نرخ تخریب داربست های نانوالیاف تهیه شده در شرایط آزمایشگاهی بسیار تحت تاثیر نسبت وزنی پلیمرهای مورد استفاده بوده و این الیاف کاندیدای مناسبی در مهندسی بافت قرنیه خواهند بود. بررسی های ساختاری الیاف تهیه شده، بلورینگی پایین الیاف تهیه شده از آمیزه پلیمری پلی (گلیسرول سباکیت) و پلی کاپرولاکتون را نشان داد و با افزایش محتوی پلی (گلیسرول سباکیت) کاهش بلورینگی مشاهده شد. هیچ یک از داربست های تهیه شده سمی نبودند و حتی سلول های اندوتلیوم قرنیه در مجاورت داربست های تهیه شده از نسبت های وزنی 4:1 و 1:1 از دو پلیمر، از نرخ رشدی معادل با نمونه کنترل برخوردار بودند که تنها سلول های در تماس با محیط کشت بودند و آن ها هیچ گونه اثر تحریکی بر سلول های سفید خونی نداشته و موجب تحریک سیستم ایمنی بدن نشدند. میزان اتصالات عرضی پیش پلیمر پلی (گلیسرول سباکیت) تهیه شده با نسبت های مولی متفاوت از پیش سازهای اولیه، با افزایش میزان سباسیک اسید در ساختار (نسبت مولی 2:3) و مدت زمان پخت افزایش یافت. شبکه پلیمر با ترکیب 2:3 کمترین میزان بلورینگی را داشته که مستقیما اثر گذار بر نرخ تخریب آن در محلول بافری فسفات بود به نحوی که این ترکیب سریع ترین میزان تخریب طی 28 روز را نشان داد. در این ترکیب (نسبت مولی 2:3 سباسیک اسید و گلیسرین) وزن مولکولی بالا و میزان بالای واکنش های استری شدن به دلیل میزان بالاتر سباسیک اسید مشاهده شد. دو نسبت مولی 2:2 و 2:3 سباسیک اسید و گلیسرین در آزمون های زیست سازگاری رفتار بهتری داشته و سلول های زنده در تماس با این ترکیبات پس از 7 روز تماس نرخ رشد بهتری را نشان دادند.