۱۳۹۲-شیما توکلی

شیما توکلی

ایمیل:  shima.tavakoli@ma.iut.ac.ir, shimatavakoli1995@gmail.com

• کارشناسی (92-96): 
• کارشناسی ارشد (96-98): سنتز و مشخصه­ یابی اسپری زخم ­پوش هیدروژلی کاپاکاراگنان/ اکسیدروی/پلی­ دوپامین به منظور درمان زخم­ های دیابتی

چکیده

سالیانه تعداد زیادی از افراد، علی­الخصوص افراد مسن مبتلا به دیابت، بدلیل ضعف سیستم دفاعی و مشکلات متابولیکی ناشی از این بیماری، دچار زخم­های مزمن می­شوند. زخم­های مزمن دارای روند درمان بسیار آهسته­ای هستند و بسیار در خطر مبتلا شدن به عفونت زخمی می­باشند. متاسفانه روش قطعی برای درمان این دسته زخم­ها وجود ندارد و معمولا از پانسمان­هایی استفاده می­شود که تنها هدف استفاده از آن­ها محافظت از زخم و جلوگیری از اشاعه باکتری در ناحیه زخم است. اخیرا از زخم­پوش­های هیدروژلی بدلیل زمینه هیدراته آن­ها و توانایی بالا در جذب ترشحات زخمی بسیار استفاده می­شود. اما در بین حجم زیادی از مطالعات بر روی زخم­پوش­های هیدروژلی، تعداد کمی از آن­ها به ایجاد و بررسی خاصیت اسپری شوندگی به منظور کابرد ساده برای استفاده در محل، جهت درمان زخم متمرکز شده است. در این پژوهش، هدف ساخت اسپری زخم­پوش هیدروژلی با عوامل تسریع کننده بازسازی بافت به منظور درمان موثر زخم­های دیابتی است. در این پژوهش، زخم پوش هیدروژلی قابل اسپری و قابل اتصال عرضی با نور مرئی متشکل ازکاپاکاراگنان متاکریلات و نانوذرات اکسید روی اصلاح شده با دوپامین مورد ارزیابی قرار گرفت. در این راستا، ابتدا نانوذرات اکسید روی با استفاده از روش شیمی تر، سنتز و با استفاده از دوپامین اصلاح شد. همچنین، کاپاکاراگنان به طور جداگانه تحت فرایند اصلاح با غلظت­های مختلفی از گروه­های متاکریلات قرار گرفت و براساس توانایی اسپری شدن آن روی ناحیه زخم و سایر خواص مرتبط به آن، بهینه سازی شد. در ادامه، هیدروژل نانوکامپوزیتی حاوی غلظت­های مختلفی از نانوذرات روی اصلاح شده با دوپامین ساخته و بهینه سازی شد. از آزمون­های میکروسکوپی الکترونی روبشی، طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه، طیف­سنجی روزنانس مغناطیسی هسته، طیف­سنجی ماورای بنفش-مرئی، پراش پرتو ایکس و آزمون تفرق دینامیکی نور جهت مشخصه­یابی نانوذرات اکسید روی و هیدروژل­های نانوکامپوزیتی استفاده شد. همچنین، قابلیت تورم، میزان آب تعادلی، نرخ تخریب، خواص مکانیکی و گرانروی هیدروژل­های نانوکامپوزیتی و پیش­سازهای آن­ها ارزیابی شد. در ادامه، ویژگی­های هیدروژل نانوکامپوزیتی به عنوان یک زخم­پوش قابل اسپری شامل خواص چسبندگی به بافت، قابلیت لخته­کنندگی خون، رفتار آنتی­باکتریال و برهم­کنش سلولی آن، ارزیابی و بهینه سازی شد. نتایج نشان داد که هیدروژل کاپاکاراگنان حاوی چهار درصد وزنی پلیمر با درجه متاکریلات بالا تحت فرایند اتصال عرضی دوگانه نوری و یونی خواص بهینه­ای را به عنوان یک زخم­پوش دارد. این هیدروژل مدول الاستیک و مدول فشاری به ترتیب 7/14±4/380 و0/17±9/189 کیلوپاسکال و استحکام فشاری 7/18±1/602 کیلوپاسکال را نشان داد که در محدوده خواص مکانیکی بافت آسیب دیده بود. بررسی­ها نشان داد حضور نانوذرات اکسیدروی اصلاح شده با دوپامین موجب کاهش نرخ تخریب هیدروژل شده و میزان جذب آب را از 3/0±1/98 به 2/0±0/97 درصد کاهش می­دهد. نتایج آزمون­های فشاری و کششی مکانیکی و آزمون سیکلی نیز نشان داد افزودن نانوذرات اکسید روی اصلاح شده موجب افزایش قابل توجه رفتار الاستیکی و قابلیت بازیابی هیدروژل شد. به عنوان مثال، افزودن 1درصد وزنی نانوذرات به ساختار هیدروژل موجب افزایش درصد ازدیاد طول تا بیش­از 60 درصد شد که در محدوده میزان ازدیاد طول پوست طبیعی قرار دارد.هم­چنین این زخم­پوش قابلیت چسبندگی بالایی به بافت حتی تحت شرایط مرطوب دارد که ناشی از حضور گروه­های کتکول در سطح نانوذرات اکسید روی اصلاح شده است. به منظور تسریع فرایند بازسازی بافت، ال-گلوتامیک اسید در هیدروژل نانوکامپوزیتی بهینه بارگذاری شد و قابلیت رهایش کنترل شده آن تایید شد. علاوه بر این، نتایج آزمون­های برون تنی نشان داد زخم­پوش نانوکامپوزیتی حاوی ال-گلوتامیک اسید زمان لخته­سازی خون را تا 5 دقیقه کاهش می­دهد و در عین حال خون­سازگاری بالایی دارد. هچنین، نتایج نشان داد حضور نانوذرات اکسیدروی اصلاح شده با دوپامین و ال-گلوتامیک اسید خاصیت آنتی­باکتریال ژل را تا چهار برابر افزایش می­دهد. از طرفی آزمون­های سلولی نشان داد هیدروژل نانوکامپوزیتی بهینه حاوی ال گلوتامیک اسید منجر به افزایش زنده­مانی و تکثیر سلول­های فیبروبلاست می­شود. در نهایت، نتایج آزمون حیوانی مشخص کرد این زخم­پوش پتانسیل بالایی در بستن زخم و تسریع روند درمان بدون هیچ­گونه عفونتی دارد. این زخم­پوش قادر است فرایند ترمیم کامل را طی 14 روز بطور موثر تکمیل نماید. بر این اساس، می­توان نتیجه گرفت هیدروژل نانوکامپوزیتی کاپاکاراگنان متاکریلات حاوی یک درصد وزنی نانوذرات اکسیدروی اصلاح شده با دوپامین و ال-گلوتامیک اسید با قابلیت اسپری شوندگی روی بستر زخم می­تواند به عنوان یک زخم­پوش با خواص مکانیکی، و فیزیکی متناسب با پوست و خواص زیستی مناسب در جهت درمان و بستن زخم­های دیابتی بکار گرفته شود.