مقاله کامل توليد داربست هاي پليمري پليمريزاسيون (بسپارش)

توليد داربست هاي پليمري: پليمريزاسيون (بسپارش)
PROCESSING OF POLYMER SCAFFOLDS : POLYMERIZATION
پال- دي- دالتون، ساروجيني ويجاياسكاران، و مولي- اس- شويچت
پيشگفتار
داربست هاي به دست آمده از طريق روش بسپارش كانيدهاي خوبي براي مهندسي بافت به شمار رفته و به دليل سهولت ساخت نسبت به روش ديگر ساخت داربست ارجحيت دارند. با وجوديكه پليمرهاي مختلفي را مي توان به اين روش بسپارش كرد. اما تعداد كمي از آنها منجر به داربست هايي با قابليت دخول سلول يا همان داربست هاي متخلخل مي شوند. براي نمونه پلي اتيلن گليكول- مالتي-اكريليت و پلي 2- هيدروكسي اتيل متا اكريلات (PHEMA) مي توانند به صورت شبكه اي يا به حالت اصلي بسپارش شوند، هر چند ساختار ايجاد شده به جاي داربستي با خلل و فرج هاي بزرگ درهم براي نفوذپذيري سلول ها به شكل ژل مي باشد. با دستكاري (تغيير) شرايط بسپارش مي توان داربست هاي متخلخل از PHEMA و پلي- ان- 2-هيدروكسي پروپيل متا اكريلاميد (PHPMA) ايجاد كرد. به طور خلاصه تركيب منومري (تك پار) در حضور حلالي كه منومر در آن قابل حل ولي پليمر غير قابل حل است، درون قالب بسپارش مي شود. گذار حلاليت
درخلال بسپارش منجر به دو فاز مي گردد، ساختار زيستي پيوسته پليمر و حلال (شكل 1-63) بدين ترتيب، داربست توليد شده در نتيجه بسپارش براي ايجاد خلل و فرج هاي در هم نيازي به پالايش پروژن ندارد. براي داربست هاي PHEMA با قابليت دخول سلول كه اغلب به نام اسفنج هاي PHEMA خوانده مي شوند حلال مازاد معمولاً آب است.
اسفنج هاي PHEMA نخستين بار در سال 1960 ساخته شده و اولين كاربرد باليني آنها افزايش حجم پستان و جايگزيني عضروف بيني بود. اسفنج‏هاي PHEMA قابليت تحمل اتوكلاو را داشته و به سادگي به اشكال مختلف تغيير فرم مي دهند و به خاطر خصوصيات فيزيكي اسفنجي براي جراح مانند بافت نرم هستند. برخي از محققين ، اسفنج هاي PHEMA را جايگزين بافت نرم با قابليت كاربردي متنوع ناميده اند. با اين حال آهكي شدن آنها در محيط آزمايشگاه در مدت زمان طولاني سبب كند شدن سرعت توسعه اسفنج هاي PHEMA تا اوايل 1990 يعني زماني كه چيريلا از اسفنج هاي PHEMA براي پروژه قرنيه مصنوعي استفاده كرد، شد. اسفنج هاي PHEMA از آن موقع به بعد به عنوان حاشيه
متخلخل قرنيه مصنوعي كه باموفقيت هاي باليني فراواني مواجه شد توسعه يافتند. داربست هاي PHEMA قابل نفوذ براي سلول ها بوده و به همين دليل به عنوان يك قلاب (نگهدارنده) بين بافت قرنيه و هسته مركزي شفاف غيرقابل نفوذ به كار برده مي شود همچنين ميتوان با تلفيق اسفنج هاي PHEMA با كاشتني چشمي (اربيتال) سبب نفوذ ماهيچه ها به داخل اجزاء PHEMA شد.
تست هاي آزمايشگاهي و درون بدني اسفنج هاي PHEMA لزوم نفوذ (هجوم) سلول را براي كاربردهاي مهندسي بافت ثابت كرده اند. اشكال مختلف داربست به واسطه پيامد بسپارش اجازه تغيير ساختار مصنوعي را در حين سنتز مي دهد. اين فصل روش تحليل ساخت اسفنجهاي PHEMA قابل توليد در آزمايشگاههاي تحقيقاتي را تشريح مي‌كند.
معرف ها(شناسگرها)REAGENTS سيستم هاي آغاز كننده و منومر اسفنج هاي PHEMA گران نبوده و مواد شيمايي فوق آماده مصرف هستند. مواد شيميايي فهرست شده در جدول 1-63 و 2-63 از آليدرچ (ميلواكي ايالت ويسكانسين) قابل خريداري هستند. آب به كار رفته معمولاً مقطر بوده و يون زدايي شده است و داراي مقاومت M18 مي باشد، ميلي پور ميلي رو مثبت 10 و ميلي- كيويواف مثبت (بدفورد، ايالت ماساچوست)
-روش هاMETHODS مراحل كليدي در سنتز اسفنج هاي PHEMA براي مقاصد پزشكي- زيستي عبارتند از:
تهيه قالب
تهيه فرمولاسيون
اعمال- تزريق فرمولاسيون به قالب
بسپارش و تشكيل داربست
استخراج ساكس هلت (soxhlet) داربست
استريلزاسيون (سترون كردن)
نفوذ سلولي داربست
پردازش ساختار بافت
-تهيه قالبMOLD PREPARATION قالب ها بايد قبل از تهيه فرمولاسيون بسپارش آماده باشند. قالب بايد هم در دسترس بوده (به عبارت ديگر شيشه يا پلي پروپيلن) و هم به طور كامل با الكل قابل پاك كردن باشند (به عبارت ديگر تفلون). از آنجا كه PHEMA به پلي استايرن فولاد و لوله تايگون مي چسبد حفظ كيفيت سطوح در هنگام استفاده از اين مواد به عنوان قالب مشكل است.
-تهيه فرمولاسيونFORMULATION PREPARATION
تهيه تركيب منومر ساده است: ابتدا همه سيالات فهرست شده در جدول 1-63 را به غير از عامل شتاب دهنده ( – تترامتيل اتيلن ديامين، TEMED ) در ظرف شيشه اي به هم اضافه مي كنيم. ظرف را به مدت 3 دقيقه در حمام اولتراسونيك- قرار مي دهيم و مراقب هستيم تا دماي حمام ثابت باقي بماند. بعد از اضافه كردن عامل شتاب دهنده، تركيب را براي 30 ثانيه به آرامي تكان داده يا مي غلطانيم. از حركت شديد و تند خودداري مي كنيم زيرا كه ممكن است سبب ورود اكسيژن به داخل تركيب شده و جنبش بسپارش را تغيير دهد. فرمولاسيون فوق را مي توان اكنون به داخل قالب تزريق كرد.
-اعمال-تزريق فرمولاسيون به قالب
DISPENSING / INJECTION FORMULATION INTO MOLDS
فرمولاسيون به دست آمده را ميتوان با يك سرنگ يك بار مصرف با سوزن درجه 18 به قالب مورد نظر كه داراي شكل و ابعاد مطلوب محصول نهايي است تزريق نمود. جلوگري از ايجاد حباب در زمان تزريق فرمولاسيون از اهميت ويژه اي برخوردار است. فرمولاسيون بايد قبل از رخ دادن تفكيك فاز (به عبارت ديگر سفيد شدگي) تزريق شود.
-بسپارش و تشكيل داربست
POLYMERIZATION AND FORMATION OF SCAFFOLD
از آنجا كه دما بر جنبش بسپارش تأثير مي گذارد حفظ دماي ثابت قالب در طول بسپارش ضروري است. زمان بسپارش در حدود 10-2 ساعت در دماي اتاق بوده و به تركيب دقيق فرمولاسيون بستگي دارد. فرمولاسيون هاي حاوي آغاز كننده ها و يا عامل هاي شبكه ساز كمتر معمولاً به زمان بيشتري براي شكل گيري قالب نياز دارد. قالب ها معمولاً در طول شب باقي مانده و يا در فري با دماي C 0 50 به مدت 3 ساعت پس از سپري شدن 10-2 ساعت نخستين از تبديل كامل و باقي ماندن كمترين ميزان منومرها قرار داده مي شود. تفكيك فاز و ژل سازي دو تغير فيزيكي هستند كه در حين بسپارش قابل مشاهده هستند. تفكيك فاز يا سفيد شدگي فرمولاسيون را مي توان با طيف سنجي در nm550 پس از 60-5 دقيقه (به عكس العمل كنتيك ها بستگي دارد) تشخيص داد. استفاده از كووت هاي پلي استايرن يك بار مصرف براي سنجش نور بهترين
انتخاب است چرا كه پليمر به سطوح كوارتز مي چسبد. بعد از تفكيك فاز، تركيب در حالت سيال باقي مانده تا ذرات ژل فاز كه متناسب با كنتيك ها مي توانند از 30 ثانيه تا 1 ساعت زمان اضافي ببرند جدا شود. توجه به اين نكته مهم است كه بدانيم داربست نتيجه تفكيك فازي و سپس ژل شدگي است و اگر اين ترتيب برعكس شود به جاي داربست ژل به دست مي آيد. تغيير فاز در 75% آب در زمان وقوع ژل شدگي قبل از تفكيك فاز سبب غير قابل نفوذ شدن ژل ها در برابر سلول ها مي شود. بنابراين بهترين وضعيت حفظ تعادل 80% آب در فرمولاسيون است تا حالت نفوذ پذيري داربست در برابر سلول حفظ شود. محدوده اندازه خلل و فرج متناسب با فرمولاسيون از 2 تا 80 تغيير مي‌كند.
-استخراج ساكس هلت داربست
SOXHLET EXTRACTION OF SCAFFOLD تحقيقات چيفكوفي و همكارانش نشان داد كه آ‎ب استخراج شده از ژل هاي PHEMA و تزريق شده به درون پوست موش ها نسبتاً دردناك است. بنابراين خارج كردن همه عوال سمي از اسفنج هاي PHEM قبل از اعمال به بافت بسيار مهم است. همچنين اگر اكريلاميد كه يك نورو توكسين قدرتمند است يك كومونومور باشد اهميت دوچندان مي شود. روش استخراج ساكس هلت راحت ترين و مؤثرترين شيوه براي خارج سازي مونور باقيمانده و يا هر آغاز

فایل : 16 صفحه

فرمت : Word