نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران

2 دانشکده علوم و فنون نوین ، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

3 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی

4 دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران

10.30501/jamt.2021.250243.1128

چکیده

هدف از این پژوهش، ساخت و بررسی داربست نانو لیفی از پلی کاپرولاکتون-فیبروئین ابریشم سولفونه برای اهداف وکاربردهای مهندسی بافت استخوان است. بدین منظور، فیبروئین ابریشم بعد از تخلیص از پیله ابریشم، با استفاده از پیریدین و کلروسولفونیک‌اسید سولفونه شد. سپس فیبروئین ابریشم سولفونه به مقدار مشخص، با پلی‌کاپرولاکتون مخلوط و با ولتاژ 11 کیلووولت و سرعت 4/0 میلی‌لیتر بر ساعت الکتروریسی شد. آنالیزهای مختلفی مانند بررسی ترکیب شیمیایی ، ساختار، زیست فعالی ، سمیت و چسبندگی سلولی انجام شد. با بررسی طیف‌سنجی تبدیل فوریه فرو سرخ، مشخص شد که گروه‌های سولفاتی و سولفوناتی با موفقیت در ساختار فیبروئین ابریشم ایجاد شده اند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی حاکی از تشکیل ساختاری لیفی شکل با الیاف پیوسته و بدون گره درترکیبات الکتروریسی شده بود. افزودن فیبروئین ابریشم سولفونه شده به پلی‌کاپرولاکتون سبب کاهش قطر الیاف از 244 نانومتر به 138 نانومتر شد. همچنین نتایج نشان داد که میزان جذب آب در داربست‌ پلی‌کاپرولاکتون براثر افزودن فیبروئین ابریشم سولفونه به ترتیب از 124درصد به 167 درصد افزایش یافته‌است. نتایج به دست آمده از آزمون های زیست فعالی و کشت سلولی حاکی از آن بود که فیبروئین ابریشم سولفونه سبب رسوب لایه کلسیم فسفات آپاتیتی و همچنین بهبود تکثیر و چسبندگی سلولی در الیاف پلی کاپرولاکتون شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Preparation and characterization of composite bone scaffold based on polycaprolactone and sulfonated silk fibroin nanofibers

نویسندگان [English]

  • واحدی Vahedi 1
  • Jhamak Nourmohammadi 2
  • Niloofar Pahlevani 3
  • Sahar Nakhostin Hosseini 4

2 faculty of new science and technology, university of tehran

3 Faculty of technology and engineering ,Islamic azad university of central tehran branch

4 Faculty of new sciences and technologies,University of Tehran,Tehran , Iran

چکیده [English]

The objective of this study was to fabricate and characterize the characteristics of a suitable scaffold for bone regeneration. For this purpose, after extraction of silk fibroin (SF) from from Bombyx mori cocoons, SF was sulfonated using chlorosulfonic acid and pyridine. The scaffolds were fabricated by adding certain amounts of sulfonated SF to polycaprolactone (PCL) solution, followed by electrospinning at 11 kV high voltage and feeding rate 0.4 mL/h. Various characterization tests were applied to analyze such items such as the structure , chemical composition, bioactivity, cellular attachment, and viability. Fourier transform infrared spectroscopy analyses proved the successful incorporation of sulfate and sulfonate groups in SF structure. The scanning electron microscope shows continuous and beadless fibers. The average fiber diameter in polycaprolactone nanofibers reduced from 244 nm to 138 nm with the addition of sulfated SF. Moreover, the water uptake of PCL nanofibers enhanced from 124% to 167% after addition of sulfonated silk fibroin to polycaprolactone. The results of bioactivity and cell culture experiments indicated that the addition of sulfonated silk fibroin to polycaprolactone promotes apatitic calcium phosphate deposition and also enhances cellular attachment and viability.

کلیدواژه‌ها [English]

  • polycaprolactone
  • Sulfonated silk fibroin
  • Calcium phosphate deposition
  • Bone scaffold