شماره ركورد
31251
پديد آورنده
كورش مشگي
عنوان
فرمولاسيون و مشخصه يابي نانوالياف هاي پليمري حاوي كمپلكس پروتئيني G-90 بمنظور كاربردهاي زيست¬پزشكي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مواد و متالوژي (گرايش انتخاب و شناسايي مواد)
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1403/6/25
استاد راهنما
خانم دكتر مريم تاج آبادي - آقاي دكتر عليرضا خاوندي
استاد مشاور
آقاي دكتر اسماعيل حريريان
دانشكده
مواد و متالوژي
چكيده
آسيب¬ها و عوارض پوستي از جمله شايع¬ترين مواردي هستند كه باعث ايجاد معضلات فراواني در مبتلايان ميشوند. پيشرفت روزافزون علم و اهتمام محققين در دهه¬هاي اخير منجر به رشد بسيار سريع روش¬هاي درماني در اين عرصه شده است. از طرفي، تلفيق رشته¬هاي مهندسي مواد و پزشكي كمك شاياني به ساخت داربست¬هايي از زيست¬مواد سازگار با محيط بيولوژيك بدن انسان شده كه مي¬تواند مسبب تحولي شگرف در بهبود بيماري¬هاي مختلف پوستي باشد. زخم¬پوش¬ها از جمله داربست¬هايي هستند كه مي¬توانند با استفاده از زيست¬مواد انتخابي مناسب به بهبود انواع عارضه¬هاي پوستي كمك كنند. آنها براساس عملكردشان در مواضع آسيب¬ديده، نوع مواد به كار رفته در ساخت پوشش و ساختاري فيزيكي مربوط، طبقهبندي ميشوند. در حال حاضر، پانسمان¬هاي نوين با قابليت مديريت ترشحات و مرطوب نگهداشتن محيط زخم ساخته و توليد شده¬اند كه با نتايج بسيار مطلوبي همراه بوده¬اند.
در ساخت زخم¬پوش¬ها مي¬توان از پليمرهاي طبيعي يا مصنوعي، انواع پروتئين¬ها و موارد ديگر استفاده كرد كه انتخاب بهينه زيست¬مواد مد نظر با توجه به خواص منحصر بفرد آنها، از جمله موضوعاتي هستندكه ضرورت بر توجه داشته و بررسيهاي تحقيقاتي را دو چندان مينمايد. بر همين اساس، هدف از پژوهش پيش¬رو مشخصه¬يابي، فرمولاسيون و توليد زخم¬پوشي پروتئيني-پليمري توسط روش الكتروريسي بود كه بتواند كاربردهاي زيست¬پزشكي داشته و براي ترميم آسيبهاي پوستي مورد استفاده قرار گيرد. بدين منظور از كمپلكس پروتئين زيستي G-90 كه تركيبي ماكرومولكولي با مشخصه گليكوليپوپروتئين بوده و طي چندين مرحله از كرم خاكي ايزنيا فتيدا تهيه شد، همچنين از پلي¬اتيلن¬اكسايد بعنوان پليمر قابل تركيب با اين پروتئين استفاده گرديد.
در ابتدا پروتئين (هاي) تهيه شده تحت الكتروفورز به روش سديم دودسيل سولفات پلي¬اكريلاميد ژل الكتروفورزيس (SDS-PAGE) قرار گرفتند. بعد از چندين نوبت آزمايش جهت دسترسي به شرايط بهينه جهت انجام الكتروريسي، ميزان 5/1 ميلي¬گرم پروتئين با تركيب 4٪ آب و پلي¬اتيلن¬اكسايد مخلوط گرديد و محلول حاصل تحت الكتروريسي با ولتاژ 20 كيلوولت قرار گرفت. در ادامه آزمونهاي لازم جهت دستيابي به ويژگي¬هاي فيزيكي و شيميايي نانو¬الياف توليد شده، انجام گرفت. تصويربرداري ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، طيف¬سنجي مادون قرمز، آزمايش كشش جهت بررسي خواص مكانيكي، بررسي نرخ عبوردهي بخار آب، و رهايش و بارگزاري پروتئين از جمله اين آزمايشات بودند.
نتايج تصويربرداري SEM نشان داد كه الياف حاصل كاملا يكپارچه، همگن و در يك جهت مستقر هستند. با توجه به مقاومت بالايي كه نانوالياف ساخته شده در آزمون كشش نشان داد، مي¬توان نتيجه گرفت كه نانو¬الياف توليد شده از استحكام بالايي برخوردار هستند (كه اين موضوع در محيط آسيب ديده مي¬تواند بسيار كاربردي باشد). همچنين رهايش و بارگزاري كنترل شده پروتئين از ديگر خواص مناسب الياف حاصل بود و بررسي نرخ عبوردهي بخار آب نشان از كه پليمري بشدت آب¬دوست است استفاده شده بود، اين نتيجه كاملا مورد انتظار بود.
نتايج بررسي حاضر نشان ميدهد ميتوان از كمپلكس پروتئين G-90 بعنوان يك پروتئين زيستي مناسب در مجاورت پليمر پلي¬اتيلن اكسايد در تهيه نانوالياف استفاده كرد. مسلما ضرورت دارد در بررسيهاي تكميلي، نانوالياف ساخته شده در قالب زخم¬پوش¬ و در شرايط استريل و ايمن بر روي حيوانات آزمايشگاهي (نظير موش و خرگوش)، مورد استفاده و تجزيه و تحليل قرار گيرند.
تاريخ ورود اطلاعات
1403/07/08
عنوان به انگليسي
Formulation and characterization of polymeric nanofibers containing G-90 glycolipoprotein by electrospinning technique for biomedical applications
تاريخ بهره برداري
9/15/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
كورش مشگي
چكيده به لاتين
Skin injuries and complications are among the most common issues that cause significant problems for affected individuals. The rapid advancements in science and the dedication of researchers in recent decades have led to the swift development of therapeutic methods in this field. On the other hand, the integration of materials engineering and medical sciences has greatly contributed to the creation of scaffolds made from biocompatible materials that are compatible with the biological environment of the human body, which can bring about a significant transformation in the treatment of various skin diseases. Wound dressings are among the scaffolds that, by using appropriate biocompatible materials, can aid in the healing of various skin complications. These dressings are classified based on their functionality at the affected sites, the types of materials used in their construction, and their physical structure. Currently, advanced dressings have been developed that are capable of managing exudates and maintaining a moist wound environment, which have shown highly favorable results.
In the production of wound dressings, natural or synthetic polymers, various proteins, and other materials can be utilized. The optimal selection of biocompatible materials, based on their unique properties, is one of the critical issues that necessitates thorough attention and further research. Accordingly, the aim of this study was to characterize, formulate, and produce a protein-polymer wound dressing using the electrospinning method that can be applied for biomedical purposes and used for the healing of skin injuries. To this end, a biological protein complex, G-90, which is a macromolecular compound with glyco-lipoprotein characteristics and was extracted through several stages from the earthworm Eisenia fetida, was used along with polyethylene oxide as a polymer that could be combined with this protein.
Initially, the extracted proteins were subjected to electrophoresis using the Sodium Dodecyl Sulfate Polyacrylamide Gel Electrophoresis (SDS-PAGE) method. After several rounds of experimentation to determine the optimal conditions for electrospinning, 1.5 mg of the protein was mixed with 4% water and polyethylene oxide, and the resulting solution was subjected to electrospinning at a voltage of 20 kV. Subsequently, the necessary tests were conducted to achieve the desired physical and chemical properties of the produced nanofibers. These tests included scanning electron microscopy (SEM) imaging, infrared spectroscopy, tensile testing to assess mechanical properties, water vapor permeability testing, and protein release and loading assessments.
The SEM imaging results indicated that the resulting fibers were completely integrated, homogeneous, and aligned in a single direction. Given the high resistance exhibited by the nanofibers in the tensile test, it can be concluded that the produced nanofibers possess high strength, which is highly beneficial in damaged environments. Additionally, the controlled release and loading of the protein were among the other favorable properties of the obtained fibers. The water vapor permeability test results indicated that the polymer used was highly hydrophilic, which was an expected outcome.
The findings of this study suggest that the G-90 protein complex can be used as a suitable biological protein in combination with polyethylene oxide polymer for the production of nanofibers. It is certainly necessary to conduct further studies to evaluate the safety and efficacy of the produced nanofibers as wound dressings under sterile conditions in laboratory animals such as mice and rabbits.
كليدواژه هاي فارسي
زخم پوش؛ كرم¬خاكي؛ بيومواد؛ الكتروريسي؛ پروتئين G-90.
كليدواژه هاي لاتين
Wound dress; Earthworm; Electrospinning; Biomaterials; Protein G-90.
Author
Kourosh Meshgi
SuperVisor
Dr. Maryam Tajabadi - Dr. Alireza Khavandi