حامد مهروراصيل

Synthesis an‎d Characterization of a Magnetic Self-Healing Hydrogel Containing Iron Silica for Cancer Therapy Applications

در اين پژوهش، يك هيدروژل چندمنظوره بر پايه پلي‌وينيل‌الكل (PVA) با ويژگي‌هاي مغناطيسي، زيست‌سازگاري و خودترميمي، حاوي نانوذرات آهن سيليكات، طراحي و سنتز شد. نانوذرات درون شبكه سه‌بعدي هيدروژل به‌طور يكنواخت پراكنده گرديدند تا سامانه‌اي با پاسخ‌دهي به ميدان مغناطيسي، قابليت آزادسازي كنترل‌شده مواد فعال و استحكام مكانيكي بهبود‌يافته حاصل شود. نانوذرات آهن سيليكات با استفاده از روش استوبر و احياي كنترل‌شده سولفات آهن سنتز شدند تا اندازه در مقياس نانو، توزيع يكنواخت و خواص مغناطيسي مطلوب براي كاربرد در هايپرترمياي مغناطيسي به‌دست آيد. درصد وزني نانوذرات در ساختار هيدروژل به‌عنوان متغير اصلي در سه نمونه PVA، PVA-30%Fe@SiO2 و PVA-50%Fe@SiO2 به همراه نمونه Fe@SiO2 خالص مورد بررسي قرار گرفت. به‌منظور ارزيابي خصوصيات ساختاري و عملكردي، آزمون‌هاي متعددي انجام شد. آناليز پراش پرتو ايكس (XRD) حضور فاز بلوري آهن صفر ظرفيتي را با مشاهده پيك مشخص در زاويه 2ϴ=44.76 تأييد كرد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مورفولوژي و يكنواختي تخلخل ماتريس هيدروژل را نشان داد و آناليز طيف‌سنجي انرژي پراكندگي (EDS) پراكندگي يكنواخت عناصر Fe، Si، O و C در شبكه را تأييد نمود. آزمون مغناطيس‌سنجي ارتعاشي (VSM) مقدار emu/gr 141.53Ms= را براي نانوذرات Fe@SiO2 و emu/gr 5.18Ms= را براي نمونه هيدروژلي PVA-50%Fe@SiO2 ثبت كرد كه بيانگر حفظ خواص مغناطيسي مد نظر در ماتريس پليمري است. بررسي خواص رئولوژيكي با هدف تعيين محدوده خطي ويسكوالاستيك (LVR) نشان داد كه ماژول‌هاي ذخيره (G′) و اتلاف (G″) تمامي نمونه‌ها پيش از 40% كرنش، تلاقي كرده و آغاز رفتار پلاستيك را نمايش مي‌دهند. نتايج آزمون كرنش پله‌اي نيز بازگشت‌پذيري هر دو مدول را تأييد كرده و قابليت خودترميمي هيدروژل را نشان داد. آزمون‌هاي تورم و تخريب زيستي در محيط شبيه‌سازي‌شده بدن (PBS) نشان داد كه تخريب كامل بسته به تركيب نمونه، در بازه 50 تا 370 ساعت رخ مي‌دهد كه حاكي از ماندگاري مناسب در شرايط فيزيولوژيكي است. در انتها، آزمون هايپرترميا گرفته شد كه طبق نتايج بدست آمده، هيدروژل نهايي قابليت ايجاد توليد حرارت حداكثري°C 2.9 را از خود نشان مي دهد. به‌طور كلي، ادغام نانوذرات آهن سيليكات با ماتريس PVA سبب بهبود استحكام مكانيكي، پايداري ساختاري، قابليت خودترميمي و ايجاد خاصيت پاسخ‌دهي به ميدان مغناطيسي گرديد. اين سامانه با پايداري مناسب در محيط‌ بيولوژيك، پتانسيل بالايي براي استفاده در درمان‌هاي هدفمند و غيرتهاجمي سرطان دارد.

نانوذرات مغناطيسي، آهن/سيليكا، آهن صفر ظرفيتي، هيدروژل خود ترميم شونده، PVA، خاصيت مغناطيسي، هايپرترميا.