شماره ركورد
33828
پديد آورنده
الناز پيري عالم
عنوان
طراحي، سنتز و شناسايي نانوبايوكامپوزيتي جديد بر پايه ي هيدروژل كاراگينان-ژلاتين به همراه پروتئين سيلك فيبرويين، نانوذرات فلوئوروآپاتيت و نانوذرات نقره با استفاده از عصاره¬ي گياهي و بررسي عملكرد و خواص زيستي آن
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
نانوشيمي
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1404/06/29
استاد راهنما
محمدرضا نعيمي جمال
استاد مشاور
-
دانشكده
شيمي
چكيده
پزشكي بازساختي به عنوان يكي از شاخههاي نوين علوم زيستي و پزشكي، با هدف بازسازي، جايگزيني و بهبود عملكرد بافتها و اندامهاي آسيبديده توسعه يافته است. مهندسي بافت به عنوان يكي از مهمترين راهبردهاي اين حوزه، متكي بر طراحي داربستهاي زيستي مناسب است كه بتوانند شرايط فيزيولوژيكي ماتريس خارج سلولي را شبيهسازي كرده و محيطي مطلوب براي رشد، تكثير و تمايز سلولي فراهم سازند. در اين زمينه، پليمرهاي زيستي به دليل زيستسازگاري بالا، قابليت تنظيم خواص مكانيكي و زيست تخريبپذيري كنترلشده، جايگاهي كليدي دارند. در پژوهش حاضر، از سه پليمر طبيعي شامل ژلاتين، سيلك فيبرويين و كاراگينان به عنوان اجزاي اصلي داربست استفاده شد. ژلاتين با تقليد از ماتريس خارج سلولي و فراهمكردن مكان مناسب براي چسبندگي و تكثير سلولها، سيلك فيبرويين با استحكام مكانيكي و زيستسازگاري بالا، و كاراگينان با توانايي تشكيل ژل در حضور كاتيونها و قابليت بارگذاري دارو، همگي نقش مهمي در ايجاد بستري كارآمد براي كاربردهاي بازساختي ايفا كردند. به منظور ارتقاي خواص عملكردي داربست، از نانوذرات نقره و فلورآپاتيت بهره گرفته شد. نانوذرات نقره علاوه بر ايجاد خاصيت ضد ميكروبي، موجب بهبود خواص مكانيكي و افزايش دوام بستر شدند. فلورآپاتيت نيز با شباهت ساختاري و تركيبي به اجزاي معدني استخوان، سبب افزايش زيست فعاليت، معدنيسازي و القاي بازسازي بافتي گرديد. تركيب همافزايانه اين پليمرها و نانوذرات منجر به توليد داربستي چند منظوره (Cross-linked Gel/Car/SF/Ag/FA) شد كه قابليت استفاده همزمان در بازسازي بافت، بهبود زيست فعاليت سلولي و رهايش كنترلشده دارو را داراست. نتايج بارگذاري و رهايش دارو نشان داد كه هر دو نوع داربست (حاوي نانوذرات نقره سنتز شده با عصاره خارخاسك و گلراعي) توانايي بالايي در بارگيري داروي دوكسوروبيسين داشتند؛ به طوري كه درصد بارگذاري در غلظتهاي 200، 400 و 600 ميليگرم برليتر مقادير قابل توجهي ثبت گرديد. در آزمون رهايش، حدود% 45–47 دارو در 24 ساعت نخست آزاد شد و سپس الگوي آزادسازي بهصورت تدريجي و پايدار ادامه يافت، كه نشاندهندهي وجود يك رهايش طولانيمدت كنترلشده است. از سوي ديگر، تحليل هيستوگرام توزيع اندازه ذرات نشان داد كه ميانگين قطر نانوذرات نقره سنتز شده با عصارههاي گياهي در محدوده 30–40 نانومتر قرار دارد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي نيز بيانگر مورفولوژي كروي و ميله اي يكنواخت نانوذرات، به همراه ساختار سهبعدي متخلخل و ديوارههاي نازك و پيوسته در بستر نانوكامپوزيتي بودند. اين ويژگيها شرايط مطلوبي را براي نفوذ سلولي، تبادل مواد مغذي و افزايش كارايي در كاربردهاي مهندسي بافت و دارورساني فراهم كردند. در مجموع، نتايج اين تحقيق نشان ميدهد كه ادغام پليمرهاي زيستي با نانوذرات فلزي و معدني، راهبردي مؤثر در طراحي داربستهاي نسل جديد است. چنين بسترهايي نه تنها قادر به تسهيل ترميم و بازسازي بافتهاي آسيبديده هستند، بلكه ميتوانند بهعنوان پلتفرمهاي نويدبخش براي توسعه سامانههاي دارورساني هوشمند و هدفمند در حوزه پزشكي بازساختي نيز مطرح شوند.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/07/27
عنوان به انگليسي
Design, Synthesis, and Characterization of a Novel Nanobiocomposite Based on Carrageenan–Gelatin Hydrogel Incorporated with Silk Fibroin Protein, Fluorapatite Nanoparticles, and Silver Nanoparticles Using Plant Extract, and evaluation of Its Biological Properties and Performance
تاريخ بهره برداري
9/20/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
الناز پيري عالم
چكيده به لاتين
Regenerative medicine, as one of the emerging branches of life sciences and medicine, aims to restore, replace, and improve the function of damaged tissues and organs. Tissue engineering, as one of the most important strategies in this field, relies on the design of suitable biological scaffolds that can mimic the physiological conditions of the extracellular matrix and provide a favorable environment for cell growth, proliferation, and differentiation. In this context, natural polymers are of key importance due to their high biocompatibility, tunable mechanical properties, and controlled biodegradability. In the present study, three natural polymers—gelatin, silk fibroin, and carrageenan—were employed as the main components of the scaffold. Gelatin, by mimicking the extracellular matrix, provided a suitable surface for cell adhesion and proliferation; silk fibroin contributed mechanical strength and high biocompatibility; and carrageenan, with its ability to form gels in the presence of cations and its drug-loading capacity, played a crucial role in creating an efficient platform for regenerative applications. To further improve scaffold functionality, silver nanoparticles and fluorapatite were incorporated. Silver nanoparticles not only imparted antimicrobial properties but also enhanced the mechanical strength and durability of the scaffold, while fluorapatite, due to its structural and compositional similarity to bone minerals, increased bioactivity, mineralization, and tissue regeneration. The synergistic combination of these polymers and nanoparticles resulted in the development of a multifunctional scaffold (Cross-linked Gel/Car/SF/Ag/FA) with potential applications in tissue regeneration, enhanced cellular bioactivity, and controlled drug release.Drug loading and release studies demonstrated that both types of scaffolds (containing silver nanoparticles synthesized with Tribulus terrestris and Hypericum perforatum extracts) exhibited high capacity for doxorubicin loading, with significant loading percentages recorded at concentrations of 200, 400, and 600 mg/L. Release studies showed that approximately 45–47% of the drug was released within the first 24 hours, followed by a gradual and sustained release pattern, indicating long-term controlled delivery. Furthermore, particle size distribution analysis revealed that the average diameter of silver nanoparticles synthesized using plant extracts ranged between 30–40 nm. Field-emission scanning electron microscopy images confirmed spherical and rod-like morphologies of the nanoparticles, along with a three-dimensional porous structure with thin and continuous walls in the nanocomposite scaffold. These characteristics provide favorable conditions for cell penetration, nutrient exchange, and improved performance in tissue engineering and drug delivery applications. Overall, the findings of this study demonstrate that the integration of natural polymers with metallic and mineral nanoparticles is an effective strategy for designing next-generation scaffolds. Such platforms not only facilitate tissue repair and regeneration but also hold promise for the development of intelligent and targeted drug delivery systems in the field of regenerative medicine.
كليدواژه هاي فارسي
داربستهاي زيستي , مهندسي بافت , كاراگينان , ژلاتين , سيلك فيبرويين , دارورساني , پليمرهاي طبيعي
كليدواژه هاي لاتين
Biomimetic scaffolds , tissue engineering , carrageenan , gelatin , silk fibroin , drug delivery , natural polymers
Author
Elnaz pirialam
SuperVisor
Mohammad-Reza naimi-jamal