شماره ركورد
26824
پديد آورنده
هانيه بهرام پور
عنوان
بررسي اثر استفاده از روش ميكروفلويديك در توليد ميكروژلهاي آلژينات فداشونده به منظور استفاده در جوهرهاي زيستي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي پزشكي
سال تحصيل
1400-1401
تاريخ دفاع
18/04/1401
استاد راهنما
علي زمانيان - مريم تاج آبادي
استاد مشاور
علي ابوئي مهريزي
دانشكده
مهندسي مواد و متالورژي
چكيده
چاپزيستي سهبعدي روشي قدرتمند جهت توليد ساختارهاي بافت سهبعدي با عملكرد بيولوژيكي مناسب ميباشد. با اين حال، شبكهي هيدروژلي متراكمي كه بعد از فرايند ژلشدن جوهرزيستي ايجاد ميشود معمولا مهاجرت و تكثير سلولهاي انكپسوله شده را محدود ميكند. از اين رو، روش جوهرزيستي حاوي ميكروژلهاي فداشونده طراحي شد. با اين روش جوهرزيستي به صورت مستقيم با تخلخلهاي اندازهي متوسط به منظور ارتقاء رسانش مواد مغذي و رشد سلول چاپ ميشود. پس از فرايند چاپزيستي، ميكروژلهاي فداشونده انكپسولهشده در جوهرزيستي به طور متوالي تخريب ميشوند و ساختار چاپشده با شبكههاي متخلخل با اندازهي متوسط شكل ميگيرد. اين شبكهها نفوذ كارآمد اكسيژن و مواد مغذي را موجب شده و ساخت بافت زيستفعال را تسهيل ميكنند. با اين حال، در روشهاي سنتي همواره مشكل توليد كنترل شدهي ميكروژلها با اندازه و تعداد دلخواه وجود داشتهاست. از اين رو، نوآوري اين طرح، استفاده از روش ميكروفلويديك جهت توليد ميكروژلهاي فداشونده آلژينات است كه به روش يوني كراسلينك شدهاند. در اين پژوهش، از محلول آلژينات به عنوان فاز پخششونده و روغن معدني حاوي سورفكتانت اسپن 80 به عنوان فاز پيوسته با غلظتهاي 2 (%w/v) و 5/0 (%v/v) درصد استفاده شد. كلريدكلسيم با غلظت 5/2 درصد (%w/v) به عنوان عامل اتصال دهنده به روش ژلشدن خارج تراشه استفاده شد. ميكروژلهاي آلژينات با ميانگين اندازهي به ترتيب 130 و 1760ميكرون كه به روش ميكروفلويديك و سنتي بهدست آمدهبودند با يكديگر مقايسه شدند. همچنين تاثير متغيرهاي غلظت كلريدكلسيم، زمان ژلشدن، اندازهي ميكروژلها، سرسوزن و نرخجريان بر خواص فيزيكي (شكل، اندازه) و شيميايي (جمعشدگي، تورم و تخريب) ميكروژلهاي آلژينات بررسي شد. در آزمونهاي مشخصهيابي، ميكروژلها با ميانگين اندازهي130ميكرون كه به روش ميكروفلويديك توليد شدهبودند، به عنوان ميكروژلهاي فداشونده انتخاب شدند. با توجه به نتايج ارزيابيها، روش ميكروفلويديك به عنوان ابزاري نوين، كارآمد و مقرونبهصرفه ميتواند جايگزين مناسبي براي روش سنتي جهت توليد ميكروژلهاي فداشونده باشد. تا به كمك آن و روش كراسلينك يوني بهكاررفته در اين پژوهش، تعداد، اندازه و زمان تخريب ميكروژلهاي فداشونده كنترل شده و عملكرد بيولوژيكي سلول و بافت مهندسيشده تسهيل شود.
تاريخ ورود اطلاعات
1401/04/25
عنوان به انگليسي
Study of Microfluidics Effect on Sacrificial alginate Microgels Fabrication to apply in Bioinks
تاريخ بهره برداري
7/9/2023 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
هانيه بهرام پور
چكيده به لاتين
Three-dimensional (3D) bioprinting is a powerful approach to produce 3D tissue structures with suitable biological function. However, the dense hydrogel network formed after the gelation process of the printed bioink usually restricts the migration and proliferation of encapsulated cells. Therefore, a sacrificial microgel-laden bioink technique was designed for directly bioprinting constructs with mesoscale pore networks (MPNs) to enhance nutrient delivery and cell growth. After bioprinting and gelation process of bioink, encapsulated sacrificial microgels start to degrade subsequently and so, MPNs inside the printed constructs are formed. These MPNs allowed for effective oxygen/nutrient diffusion, facilitating the generation of bioactive tissues. However, traditional method for synthesize microgels have some issues such as control on fabrication process, small size and round shape with narrow distribution of microgels. Hence, our novelty is using microfluidics system to synthesize sacrificial alginate microgels which gelled by ionic crosslinking method. In this study, the concentration of alginate as a disperse phase and span80 in mineral oil as a continues phase was 2% (w/v%) and 0.5% (v/v%). Calcium chloride with 2.5% (w/v%) concentration was used as a crosslinking agent by off-chip gelation method. After the process of making microgels, in order to evaluate their performance to become MPNs, alginate microgels produced by microfluidic method were compared with the traditional method. The effect of calcium chloride concentration, gelling time, microgel size, gauge, and flow rate on the physico-chemical properties of alginate microgels were also investigated. According to the results of characterization tests, microgels with an average size of 130 microns produced by microfluidic chip were selected as optimal BSM. With the help of microfluidics system, we succeeded in producing microgels controlled in terms of size, physico-chemical properties, narrow and uniform distribution with a completely spherical shape. According to the results obtained from the tests, the microfluidic method as a state-of-the-art, efficient and cost-effective tools can be a good alternative to the traditional method for the production of BSMs. This novelty and also, ioinic crosslinking method in this project can control the count, size and degradation time of sacrificial microgels which is so important to enhance biological functions of cells and engineered tissues.
كليدواژه هاي فارسي
ميكروفلويديك , ميكروژلهاي فداشونده , آلژينات
كليدواژه هاي لاتين
microfluidics , sacrificial microgels , alginate
Author
hanieh bahrampour
SuperVisor
ali zamanian- maryam tajabadi