31003

طراحي، سنتز و شناسايي نانوكامپوزيتهاي بر پايه هيدروژل هاي طبيعي پكتين، صمغ ژلان و پروتئين فيبروين استخراج شده از پيله ابريشم حاوي چارچوبهاي فلز-آلي و نانواكسيدهاي فلزي بر پايه كروم، نيكل، مس، آهن و قلع و بررسي خاصيتهاي بيولوژيكي آنها

كارشناسي ارشد

شيمي- شيمي آلي

1400

1402/11/25

علي ملكي

ندارم

شيمي

با توجه به پيشرفت‌هاي اخير در زمينه بيومواد مبتني بر پليمرهاي طبيعي، در اين پايان‌نامه به بررسي كاربردهاي بيولوژيكي سه نانوكامپوزيت جديد بر پايه هيدروژل‌هاي حاوي پليمرهاي طبيعي پرداخت شده است. در اين راستا، هيدروژل‌هاي دو پليمري طبيعي بر پايه پكتين و صمغ ژلان تهيه شده و به منظور بهبود عملكرد بيولوژيكي و مكانيكي، با فيبروئين ابريشم تركيب مي شود. پس از آن، براي بهبود رفتار زيستي، كامپوزيت هاي آماده شده با نانوذرات اكسيد فلزي و چارچوب هاي فلز-آلي تركيب شدند. به منظور شناسايي ساختاري سه نانوكامپوزيت تهيه شده، آناليزهاي FT-IR، FE-SEM، TGA، XRD و EDX مورد استفاده قرار گرفتند. علاوه بر اين، فعاليت‌هاي بيولوژيكي نانوكامپوزيت‌هاي تهيه‌شده با استفاده از ارزيابي‌هاي ضد باكتري، هموليز و MTT مورد بررسي قرار گرفت. اين تحليل‌ها نشان داد كه نانوكامپوزيت‌هاي تهيه‌شده مي‌توانند رشد باكتري‌هاي گرم منفي اشريشيا كلاي و باكتري هاي گرم-مثبت استافيلوكوكوس اورئوس را به طور قابل توجهي مهار كنند. ارزيابي MTT نشان داد كه اين نانوكامپوزيت‌ها با رده‌هاي سلولي طبيعي زيست سازگار و براي سلول‌هاي سرطاني سمي هستند و خاصيت ضدسرطاني قابل توجهي دارند. به علاوه، اين نانوكامپوزيت ها با گلبول هاي قرمز خون انسان سازگار بودند. در نهايت، مي‌توان نتيجه گرفت كه نانوكامپوزيت‌هاي مبتني بر هيدروژل‌هاي طبيعي تركيب‌شده با فيبروئين ابريشم و نانوذرات حاوي فلز مي‌توانند به عنوان كانديدهاي بالقوه عالي براي كاربردهاي زيست‌پزشكي از جمله مهندسي بافت و ترميم زخم در نظر گرفته شوند.

1403/04/11

Design, synthesis and identification of nanocomposites based on natural hydrogels of pectin, gellan gum and fibroin protein extracted from silk cocoons, embedded with metal-organic frameworks and metal nanooxides based on chromium, nickel, copper, iron and tin and investigating their biological properties

2/13/2025 12:00:00 AM

Considering the recent developments in the field of biomaterials based on natural polymers, this thesis is dedicated to the investigation of the biological applications of three new nanocomposites based on natural polymers-containing hydrogels In this regard, natural bipolymer hydrogels based on pectin and gellan gum were prepared and combined with silk fibroin for better biological and mechanical performance. Afterwards, for enhanced biological behavior, the prepared composites were incorporated with metal oxide nanoparticles and metal-organic frameworks (MOFs). Three different nanocomposites were prepared and characterized using FT-IR, FE-SEM, TGA, XRD and EDX analyses. Moreover, the biological activities of the prepared nanocomposites were investigated using antibacterial, hemolysis and MTT assessments. These analyses indicated that the prepared nanocomposites can significantly inhibit the growth of E. coli and S. aureus gram-negative and gram-positive bacteria, respectively. MTT assessment indicated that these nanocomposites are biocompatible with normal cell lines and toxic toward cancerous cells. Moreover, these nanocomposites were compatible with human red blood cells. Finally, it can be concluded that the nanocomposites based on natural hydrogels incorporated with silk fibroin and metal-containing nanoparticles can be considered as great potential candidates for biomedical applications, including tissue engineering and wound healing.

پكتين , صمغ ژلان , چارچوب هاي فلز-آلي , نانواكسيدهاي فلزي , كاربردهاي زيست-پزشكي

pectin , Gellan gum , metal-organic frameworks , Metal nanooxides , Biomedical applications

Nooshin Naderi

Dr. Ali Maleki