ساخت و بررسی ویژگی‌های داربست اسفنجی دولایه ساخته شده از نانوسلولز برای مهندسی بافت پوست

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه علوم و مهندسی صنایع چوب و کاغذ، ،دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 دانشیار گروه علوم و مهندسی صنایع چوب و کاغذ، ،دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

3 استاد گروه علوم و مهندسی صنایع چوب و کاغذ، ،دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

4 دانشگاه مارکویت، دانشکده دندانپزشکی، میلواکی، آمریکا

چکیده

هدف این مطالعه ساخت داربست دولایه حاوی نانوالیاف سلولز/پلی‌ونیل الکل (CNF/PVA) برای ارزیابی قابلیت استفاده آن در مهندسی بافت پوست است. یک روش پیوسته برای اضافه کردن لایه‌ها با دو غلظت مختلف از پلیمرها توسط روش خشک کردن انجمادی مورد استفاده قرار گرفت. آنالیز FE-SEM نشان داد که داربست‌های بدست آمده تخلخل به هم‌پیوسته و اندازه منافذی دارند که در غلظت کمتر پلیمرها، افزایش می‌یابند. همچنین داربست‌ها براساس جذب آب، ویژگی‌های مکانیکی و آزمون MTT طبقه‌بندی شدند. غلظت کمتر پلیمرها، جذب آب را افزایش و مقاومت مکانیکی را کاهش داد. نتایج MTT نیز نشان داد که این داربست‌های نانوفیبری الزامات مورد نیاز برای یک ماده‌ی زیست تخریب‌پذیر برای بازسازی پوست را دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Langer, R., and Vacanti, J.P., 1993. Tissue engineering. Science, 260:920-926.

[2] Shi, G.X., Cai, Q., Wang, C.Y., Lu, N., Wang, S.G. and Bei, J.Z., 2002. Fabrication of cell scaffold of poly(L-lactic acid) and poly(L-lactic-co-glycolic acid) and biocompatibility. Polymers for Advanced Technologies, 13:227-232.

[3] Yang, J., Wang, Y.Q., Tu, C.F., Cai, Q., Bei, J.Z. and Wang, S.G., 2003. Enhancing the cell affinity of macroporous poly (L-lactide) cell scaffold by a convenient surface modification method. Polymer International, 5:1892-1899.

[4] Scaffaro, R., Lopresti, F., Botta, L., Rigogliuso, S. and Ghersi, G., 2016. Preparation of three-layered porous PLA/PEG scaffold: relationship between morphology, mechanical behavior and cell permeability. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 54:8-20.

[5] Gillette, B.M., Rossen, N.S., Das, N., Leong, D., Wang, M., Dugar, A. and Sia, S.K., 2011. Engineering extracellular matrix structure in 3D multiphase tissues. Biomaterials, 32:8067-8076.

[6] Kim, Y.B. and Kim, G., 2012. Functionally graded PCL/β-TCP biocomposites in a multilayered structure for bone tissue regeneration. Applied Physics A, 108:949-959.

[7] Bai, H., Wang, D., Delattre, B., Gao, W., De Coninck, J., Li, S. and Tomsia, A.P., 2015. Biomimetic gradient scaffold from ice- templating for self-seeding of cells with capillary effect. Acta Biomaterial, 20:13-119.

[8] Algul, D., Sipahi, H., Aydin, A., Kelleci, F., Ozdatli, S. and Yener, F.G., 2015. Biocompatibility of biomimetic multilayered alginate– chitosan/β-TCP scaffold for osteochondral tissue. International Journal of Biological Macromolecules, 79:363-369.

[9] Hurtado, M.M., de Vries, E.G., Zeng, X. and van der Heide, E., 2016. A tribo-mechanical analysis of PVA-based building-blocks for implementation in a 2-layered skin model. Journal of the mechanical behavior of biomedical materials, 62: 319-332.

[10] Trinca, R.B., Westin, C.B., Da Silva, J.A.F. and Moraes, Â.M., 2017. Electrospun multilayer chitosan scaffolds as potential wound dressings for skin lesions. European Polymer Journal, 88:161-170.

[11] Sehaqui, H., Morimune, S., Nishino, T. and Berglund, L.A., 2012. Stretchable and strong cellulose nanopaper structures based on polymer-coated nanofiber networks: an alternative to nonwoven porous membranes from electrospinning. Biomacromolecules, 13:3661-3667.

[12] Miyamoto, T., Takahashi, S.I., Ito, H., Inagaki, H. and Noishiki, Y., 1989. Tissue biocompatibility of cellulose and its derivatives. Biomedical Materials Research, 23:125-133.

[13] Kanimozhi, K., Basha, S.K. and Kumari, V.S., 2016. Processing and characterization of chitosan/PVA and methylcellulose porous scaffolds for tissue engineering. Materials Science and Engineering, 61:484-491.

[14] Zarekhalili, Z., Bahrami, S.H., Ranjbar-Mohammadi, M. and Milan, P.B., 2017. Fabrication and characterization of PVA/Gum tragacanth/PCL hybrid nanofibrous scaffolds for skin substitutes. International Journal of Biological Macromolecules, 94:679-690.

[15] Karimi, A., Navidbakhsh, M. and Beigzadeh, B., 2014. A visco-hyperelastic constitutive approach for modeling polyvinyl alcohol sponge. Tissue and Cell, 46:97-102.

[16] Chen, G., Ushida, T. and Tateishi, T., 2002. Scaffold design for tissue engineering. Macromolecular Bioscience, 2:67-77.

[17] Ibrahim, N.S., Krishnamurithy, G., Raghavendran, H.R.B., Puvaneswary, S., Min, N.W. and Kamarul, T., 2013. Novel HA-PVA/NOCC bilayered scaffold for osteochondral tissue-engineering applications–Fabrication, characterization, in vitro and in vivo biocompatibility study. Materials Letters, 113:25-29.

[18] Levingstone, T.J., Matsiko, A., Dickson, G.R., O’Brien, F.J. and Gleeson, J.P., 2014. A biomimetic multi-layered collagen-based scaffold for osteochondral repair. Acta Biomaterialia, 10:1996-2004.

[19] Nazarov, R., Jin, H.J. and Kaplan, D.L., 2004. Porous 3-D scaffolds from regenerated silk fibroin. Biomacromolecules, 5:718-726.

[20] van der Linden, H.J., Herber, S., Olthuis, W. and Bergveld, P., 2003. Stimulus-sensitive hydrogels and their applications in chemical (micro) analysis. Analyst, 128:325-331.

[21] Mane, S., 2016. Effect of porogens (type and amount) on polymer porosity: a review. Canadian Chemical Transaction, 4:210-225.

[22] Tang, C.M., Tian, Y.H. and Hsu, S.H., 2015. Poly (vinyl alcohol) nanocomposites reinforced with bamboo charcoal nanoparticles: Mineralization behavior and characterization. Materials, 8:4895-4911.

[23] Mou, K., Li, J., Wang, Y., Cha, R. and Jiang, X., 2017. 2, 3-Dialdehyde nanofibrillated cellulose as a potential material for the treatment of MRSA infection. Journal of Materials Chemistry, 5:7876-7884.