تولید داربست نانولیفی عروقی و بهینه سازی برخی از خصوصیات مکانیکی و بیولوژیکی آن

بیماری عروق کرونری قلب (chd) تقریباً نیمی از تمام مرگ‎ها در کشورهای صنعتی و % 25 مرگ ها در کشورهای در حال توسعه را تشکیل می‎دهد. مهندسی بافت با رویکرد جایگزینی بافت از دست رفته با بافت مهندسی شده شبیه‎ساز بافت هدف، نوید‎بخش درمانی نوین و کارا برای بیماری عروق کرونری قلب می‎باشد. لازمه عملکرد موفق این روش در درمان بیماری chd، ساخت داربستی با شرایط مطابق با ساختمان طبیعی شریان وکشت سلول‎های مناسب بر این داربست می باشد. با توجه به ساختار فیبریلی جدار عروق، داربست‎های نانولیفی گزینه مناسبی در مهندسی بافت عروق به حساب می‎آیند. از مهم‎ترین عوامل مکانیکی مهم و اثرگذار بر موفقیت فرایند مهندسی بافت می‎توان به مدول الاستیک داربست مورد استفاده اشاره نمود. از یک سو نزدیکی مدول الاستیک داربست به مدول الاستیک بافت هدف، ضامن عملکرد مکانیکی بافت در حال بازسازی در مواجهه با نیروها و تنش‎های اعمالی است و از سویی دیگر، مدول الاستیک با اثرگذاری بر رفتار سلول‎های عضلانی صاف می‎تواند در تشکیل یک بافت مهندسی شده با عملکرد مطلوب، مؤثر واقع شود. حفظ رفتار انقباضی این سلول‎ها عامل مهمی در موفقیت فرایند مهندسی بافت عروق خونی محسوب می‎شود. در این رساله، به ‎منظور تولید داربستی با خواص مکانیکی و زیستی مناسب مهندسی بافت عروق خونی، الکتروریسی مخلوط دو پلیمر پلی‎یورتان (tecophilic (tp)) و ژلاتین در دستور کار قرار گرفت. بررسی اثر سفتی داربست بر رفتار سلول‎های عضلانی صاف مستلزم در اختیار داشتن داربست‎های tp/ژلاتین با مدول‎های الاستیک مختلف می‎باشد. به‎ منظور تولید داربست‎هایی به تعداد محدود و با محدوده متنوعی از مدول‎های الاستیک، لازم است مهم‎ترین عامل اثرگذار بر مدول الاستیک به عنوان عامل متغیر در تولید داربست‎های tp/ژلاتین شناخته شود. تجزیه و تحلیل اثرات غیر خطی عواملی همچون نسبت ترکیب دو پلیمر، قطر الیاف و آرایش‎یافتگی داربست بر مدول الاستیک داربست به کمک مدل سازی شبکه عصبی و برای داربست‎های الکتروریسی پلی‎کاپرولاکتون/ژلاتین صورت پذیرفت. انتخاب این ترکیب در مدل سازی به دلیل صرفه اقتصادی در کنار شباهت رفتار مکانیکی (رفتار الاستیک در دمای محیط و دمای بدن) پلی کاپرولاکتون به پلی‎یورتان می‎باشد. بر طبق نتایج حاصل از مدل شبکه عصبی، نسبت ترکیب دو پلیمر به عنوان مؤثرترین عامل در تعیین مدول الاستیک شناخته شد. پس از تولید داربست‎های tp/ژلاتین با نسبت‎های ترکیب 100/0، 70/30، 50/50 و 30/70، سفتی آن‎ها با استفاده از آزمایش کششی اندازه‎گیری گردید. تغییر نسبت ترکیب دو پلیمر سبب تغییر در میزان تراکم لیگاند موجود در داربست‎ها نیز می‎گردد. به‎همین دلیل میزان نسبی حضور لیگاندهای rgd در داربست‎ها نیز با طیف‎‎سنجی مادون قرمز مورد ارزیابی قرار گرفت. پس از آن رفتار سلول‎های عضلانی صاف شامل میزان تکثیر و شکل ظاهری آن‎ها، بیان پروتئین‎های انقباضی و میزان تولید کلاژن توسط این سلول ها روی داربست های tp/ژلاتین بررسی گردید. نتایج بیانگر افزایش خاصیت انقباضی سلول‎ها با کاهش سفتی داربست و افزایش تراکم لیگاند می‎باشد اما به دلیل اثرگذاری بیشتر سفتی داربست در مقایسه با تراکم لیگاند، سلول‎های عضلانی صاف بیشترین رفتار انقباضی را بر داربست tp/ژلاتین 70/30 نشان دادند. بنابراین، این داربست به‎عنوان داربست بهینه جهت تحقیقات تکمیلی انتخاب گردید. پس از بررسی تخلخل، زبری سطح، آب دوستی و تخریب‎پذیری داربست tp/ژلاتین 70/30 و حصول نتایج مطلوب، با ارزیابی میزان همولیز خون و نیز چسبندگی پلاکت‎ها بر سطح، خون‎سازگاری این داربست نیز مورد تأیید قرار گرفت. این خاصیت مهم ناشی از آب دوست بودن داربست در نتیجه حضور پلیمرهای آب دوست و نیز حضور پلیمر خون‎سازگار tp می‎باشد. علاوه بر این، داربست tp/ژلاتین 70/30 به‎شکل لوله‎ای و با قطر حدود mm 5 نیز تولید شد و خواص مکانیکی آن مورد سنجش قرار گرفت. نتایج بیانگر رفتار تنش-کرنش j شکل مشابه رفتار مکانیکی دیواره عروق طبیعی و حصول مقادیر compliance، استحکام ترکیدگی و نیروی حفظ بخیه قابل مقایسه با رگ‎های طبیعی می‎باشد.