نام پژوهشگر: الهام وطن خواه
الهام وطن خواه شهناز رضوی
بیماری عروق کرونری قلب (chd) تقریباً نیمی از تمام مرگها در کشورهای صنعتی و % 25 مرگ ها در کشورهای در حال توسعه را تشکیل میدهد. مهندسی بافت با رویکرد جایگزینی بافت از دست رفته با بافت مهندسی شده شبیهساز بافت هدف، نویدبخش درمانی نوین و کارا برای بیماری عروق کرونری قلب میباشد. لازمه عملکرد موفق این روش در درمان بیماری chd، ساخت داربستی با شرایط مطابق با ساختمان طبیعی شریان وکشت سلولهای مناسب بر این داربست می باشد. با توجه به ساختار فیبریلی جدار عروق، داربستهای نانولیفی گزینه مناسبی در مهندسی بافت عروق به حساب میآیند. از مهمترین عوامل مکانیکی مهم و اثرگذار بر موفقیت فرایند مهندسی بافت میتوان به مدول الاستیک داربست مورد استفاده اشاره نمود. از یک سو نزدیکی مدول الاستیک داربست به مدول الاستیک بافت هدف، ضامن عملکرد مکانیکی بافت در حال بازسازی در مواجهه با نیروها و تنشهای اعمالی است و از سویی دیگر، مدول الاستیک با اثرگذاری بر رفتار سلولهای عضلانی صاف میتواند در تشکیل یک بافت مهندسی شده با عملکرد مطلوب، مؤثر واقع شود. حفظ رفتار انقباضی این سلولها عامل مهمی در موفقیت فرایند مهندسی بافت عروق خونی محسوب میشود. در این رساله، به منظور تولید داربستی با خواص مکانیکی و زیستی مناسب مهندسی بافت عروق خونی، الکتروریسی مخلوط دو پلیمر پلییورتان (tecophilic (tp)) و ژلاتین در دستور کار قرار گرفت. بررسی اثر سفتی داربست بر رفتار سلولهای عضلانی صاف مستلزم در اختیار داشتن داربستهای tp/ژلاتین با مدولهای الاستیک مختلف میباشد. به منظور تولید داربستهایی به تعداد محدود و با محدوده متنوعی از مدولهای الاستیک، لازم است مهمترین عامل اثرگذار بر مدول الاستیک به عنوان عامل متغیر در تولید داربستهای tp/ژلاتین شناخته شود. تجزیه و تحلیل اثرات غیر خطی عواملی همچون نسبت ترکیب دو پلیمر، قطر الیاف و آرایشیافتگی داربست بر مدول الاستیک داربست به کمک مدل سازی شبکه عصبی و برای داربستهای الکتروریسی پلیکاپرولاکتون/ژلاتین صورت پذیرفت. انتخاب این ترکیب در مدل سازی به دلیل صرفه اقتصادی در کنار شباهت رفتار مکانیکی (رفتار الاستیک در دمای محیط و دمای بدن) پلی کاپرولاکتون به پلییورتان میباشد. بر طبق نتایج حاصل از مدل شبکه عصبی، نسبت ترکیب دو پلیمر به عنوان مؤثرترین عامل در تعیین مدول الاستیک شناخته شد. پس از تولید داربستهای tp/ژلاتین با نسبتهای ترکیب 100/0، 70/30، 50/50 و 30/70، سفتی آنها با استفاده از آزمایش کششی اندازهگیری گردید. تغییر نسبت ترکیب دو پلیمر سبب تغییر در میزان تراکم لیگاند موجود در داربستها نیز میگردد. بههمین دلیل میزان نسبی حضور لیگاندهای rgd در داربستها نیز با طیفسنجی مادون قرمز مورد ارزیابی قرار گرفت. پس از آن رفتار سلولهای عضلانی صاف شامل میزان تکثیر و شکل ظاهری آنها، بیان پروتئینهای انقباضی و میزان تولید کلاژن توسط این سلول ها روی داربست های tp/ژلاتین بررسی گردید. نتایج بیانگر افزایش خاصیت انقباضی سلولها با کاهش سفتی داربست و افزایش تراکم لیگاند میباشد اما به دلیل اثرگذاری بیشتر سفتی داربست در مقایسه با تراکم لیگاند، سلولهای عضلانی صاف بیشترین رفتار انقباضی را بر داربست tp/ژلاتین 70/30 نشان دادند. بنابراین، این داربست بهعنوان داربست بهینه جهت تحقیقات تکمیلی انتخاب گردید. پس از بررسی تخلخل، زبری سطح، آب دوستی و تخریبپذیری داربست tp/ژلاتین 70/30 و حصول نتایج مطلوب، با ارزیابی میزان همولیز خون و نیز چسبندگی پلاکتها بر سطح، خونسازگاری این داربست نیز مورد تأیید قرار گرفت. این خاصیت مهم ناشی از آب دوست بودن داربست در نتیجه حضور پلیمرهای آب دوست و نیز حضور پلیمر خونسازگار tp میباشد. علاوه بر این، داربست tp/ژلاتین 70/30 بهشکل لولهای و با قطر حدود mm 5 نیز تولید شد و خواص مکانیکی آن مورد سنجش قرار گرفت. نتایج بیانگر رفتار تنش-کرنش j شکل مشابه رفتار مکانیکی دیواره عروق طبیعی و حصول مقادیر compliance، استحکام ترکیدگی و نیروی حفظ بخیه قابل مقایسه با رگهای طبیعی میباشد.