سنتز نانوکامپوزیت¬های حاوی عوامل مولد اکسیژن فعال و بررسی امکان استفاده از آنها در درمان دینامیک نوری
Synthesis of nanocomposites containing materials releasing reactive oxygen species and characterization of their potential applications in photo dynamic therapy
مجریان: حسین صمدی کفیل
خلاصه روش اجرا: برای الکتروریسی پلیمرها، محلول های با غلظت مشخص از پلیمرها تهیه شده و سپس توسط دستگاه الکتروریسی اقدام به تهیه نانوفیبرها خواهد شد. مشکل اصلی در رابطه با الکتروریسی پلیمرهای طبیعی ویسکوزیته بالای محلول این پلیمرها است. جهت رفع این مشکل دو روش پیشنهاد شده است. در روش اول پلیمرهای طبیعی با پلیمرهای سنتزی از قبیل پلی وینیل الکل، پلی اورتان، پلی اتلن اکسید و غیره آمیخته میشوند. در روش دوم توسط روش های شیمیایی از قبیل هیدرولی بازی اقدام به کاهش جرم مولکولی و افزایش قابلیت الکتروریسی پلیمرهای طبیعی میگردد. کربوکسی متیل سلولوز بدلیل زیست سازگاری، زیست تخریب پذیری، غیر سمی بودن، و انحلال خوب در آب یکی از مشتقات مهم سلولوز در زمینه زیست پزشکی است. بدلیل خواص آبدوستی توانایی خوبی در جذب ترشحات زخم دارد که نانوفیبرهای برپایه CMC را مواد ایده آلی برای تیمار زخمها میکند. الکتروریسی CMC به همراه پلی اتیلن اکسید انجام شده است. در یک روش گزارش شده محلول آبی کربوکسی متیل سلولوز و پلی اتیلن اکسید با نسبت برابر با سرعت جریان 2 mL/h و تحت ولتاژ +22 kV الکترو ریسی خواهند شد [7]. در ابتدا اقدام به سنتز نقاط کوانتمی GQD به روش پیرولیز خواهد شد. 2 گرم سیتریک اسید یک آبه در یک بشر mL 5 بوسیله¬ی کوره تا ºC200 بمدت 40 دقیقه قرار داده می¬شود. سپس پودر نارنجی رنگ بدست آمده آسیاب شده و مقدار مشخصی از آن جهت تهیه محلول غلیظ مادر در آب مقطر حل گردید [8]. جهت تهیه نانوکامپوزیت فیبرها نقاط کوانتمی در آب حل شده و سپس پلیمرها به آن افزوده خواهد شد. با استفاده از شرایط بهینه بدست آمده از نتایج مرحله قبل اقدام به الکتروریسی محلول ها خواهیم کرد. برای بررسی خواص ضد باکتری فیلم ها از روی نفوذ دیسک استفاده خواهد شد. برای این منظور قطعه ای از فیلم برروی محیط کشت آگار که از قبل با باکتری یا قارچ تلقیح شده قرار میگیرد. سپس قطر ناحیه خاموشی اندازه گیری و به عنوان قدرت ضد باکتری فیلم گزارش میشود. برای بررسی خواص ترمیم زخم، قدرت ترمیم جراحت ایجاد شده بر روی پوست موش های آزمایشگاهی توسط فیلم های ساخته شده در مقایسه با پوشش های تجاری موجود مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت. بدین منظور در مرحله ارزیابی حیوانی دو گروه حیوان به صورت تصادفی با 6 عضو انتخاب می شوند و با رعایت موازین اخلاقی دچار سوختگی درجه 2 می شوند و سپس با پوشش طراحی شده و پوشش معمولی به عنوان گروه کنترل ارزیابی می گردند و نتایج از نظر کنترل عفونت و اندازه زخم، بافت شناسی مورد مقایسه قرار می گیرند.
اطلاعات کلی طرح 
| مرحله جاری طرح | خاتمه قرارداد و اجرا |
| کد طرح | 61703 |
| عنوان فارسی طرح | سنتز نانوکامپوزیت¬های حاوی عوامل مولد اکسیژن فعال و بررسی امکان استفاده از آنها در درمان دینامیک نوری |
| عنوان لاتین طرح | Synthesis of nanocomposites containing materials releasing reactive oxygen species and characterization of their potential applications in photo dynamic therapy |
| نوع طرح | گرنت پژوهشی |
| اولویت طرح | توسعه فناوریهای نوین برای دارورسانی |
| نوع مطالعه | مطالعات علوم پایه (Experimental) |
| تحقیق در نظام سلامت | بلی |
| آیا طرح پایاننامه دانشجویی است؟ | خير |
| مقطع پایان نامه | |
| مدت اجرا - ماه | 24 |
| نوآوری و ضرورت انجام تحقیق | چالش پیش روی مهندسی بافت ترمیمی، تقلید هرچه بهتر معماری سلسله مراتبی و خواص ماتریس خارج سلولی (ECM) بافت طبیعی است. یکی از بهترین روش ها استفاده از هیدروژل ها است. هیدروژل¬ها، شبکه-های پلیمری سه بعدی به شدت هیدراته هستند که می¬توانند ترشحات زخم را جذب کنند، رطوبت را در خود حفظ کنند، و چندین برابر وزن خود متورم شوند بدون اینکه تحت شرایط فیزیکی-شیمیایی حل شوند. رویکرد موثر دیگر استفاده از تکنیک الکتروریسی برای تولید نانو الیاف میباشد. نانو الیاف بدیل توانایی تبادل گاز، تحریک رشد سلولی، قابلیت عامل دار شدن و بار گذاری مواد فعال زیستی از قبیل دارو و عوامل محرک رشد سلول در مهندسی بافت و بویژه در پوشش های زخم کاربرد ویژه ای دارند. از سوی دیگر، افزایش مقاومت در برابر آنتی بیوتیک ها یکی از چالش های بسیار مهم پیش روی بهداشت عمومی در کل جهان است که تحقیق برای یافتن استراتژی های خلاقانه ، کارامد و جدید را بسیار پر اهمیت میکند. یکی از راهکارهای بسیار کارامد درمان از طریق غیر فعال سازی دینامیک نوری (PDI) است که به طوری گسترده ای در درمان انواع زخم های ناشی از باکتری، قارچ و ویروس مورد استفاده قرار گرفته است [1]. PDI شامل سه عنصر غیر سمی مستقل است: یک حساس کننده نوری (PS)، نوری با یک طول موج مناسب و اکسیژن مولکولی که منجر به تولید ذرات اکسیزن فعال (ROS) میشود که مسئول غیر فعال سازی میکرواورگانیزمها است. PDI به خاطر مکانیزم عمل چندگانه، خاصیت تهاجمی پایین و نداشتن عوارض جانبی، جایگزین با پتانسیل بالا برای مبارزه با زخم های میکروبی مقاوم دیگر هیدروژل ها به طور گسترده ای در پوشش های زخم مورد استفاده قرار میگیرند. بنابراین ساخت نانو فیبرهای هیدروژلی حاوی ذرات PS میتواند منجر به تولید پوشش های زخم کارآمدتر شود. در این بین کاربرد نقاط گرافنی کوانتمی (QD) به عنوان PS های کارامد بسیار مورد توجه قرار گرفته اند [2-4]. نقاط کوانتمی گرافنی (GQDs) نشانگر یک تا ده لایه ی گرافنی با اندازه کمتر از 30 nm است. این ذرات بدلیل خواص منحصر به فردی از قبیل سمیت کم، فتولومینسانس پایدار، پایداری شیمیایی بالا و پدیده محدودیت کوانتمی تشدید شده، به عنوان مواد نوینی برای کاربردهای بیولوژیکی، زیست محیطی، انرژی و ابزارهای نوری بشدت مورد توجه قرار گرفته اند [5]. نشان داده شده است که QD های تهییج شده نوری میتوانند طیف گسترده ای از باکتری های مقاوم را از بین ببرد [6]. QD ها را میتوان به گونه ای سنتز کرد که 92 درصد سلول های باکتری را از بین ببرد در حالی که آسیبی به سلول های انسانی وارد نکند. نقاط کوانتمی گرافنی در لبه خود تعداد زیادی گروهای کربوکسیلاتی دارند که میتوان از آنها برای شبکه ای کردن هیدروژل ها استفاده کرد (شکل زیر). بنابراین میتوان با الکتروریسی محلول ژل و نقاط کوانتمی و سپس شبکه ای کردن آن پدهای هیدروژلی حاوی نقاط کوانتمی را سنتز کرد که بعدا میتوانند به عنوان پوشش های زخم در درمان نوری مورد استفاده قرار گیرند. |
| اهداف اختصاصی | بررسی امکان تهیه نانو فیبرهای پلیمرهای طبیعی و بهینه سازی شرایط -سنتز نانوکامپوزیت های حاوی عوامل مولد اکسیژن از قبیل نقاط کوانتمی گرافنی -بررسی خواص ترمیم زخم |
| چکیده انگلیسی طرح | Synthesis of nanocomposites containing materials releasing reactive oxygen species and characterization of their potential applications in photo dynamic therapy Synthesis of nanocomposites containing materials releasing reactive oxygen species and characterization of their potential applications in photo dynamic therapy |
| کلمات کلیدی | هیدروژل¬ها: هیدروژل¬ها، شبکه¬های پلیمری سه بعدی به شدت هیدراته هستند که می¬توانند ترشحات زخم را جذب کنند، رطوبت را در خود حفظ کنند، و چندین برابر وزن خود متورم شوند بدون اینکه تحت شرایط فیزیکی-شیمیایی حل شوند. نقاط کوانتمی گرافنی: نقاط کوانتمی گرافنی (GQDs) نشانگر یک تا ده لایه ی گرافنی با اندازه کمتر از 30 nm است. این ذرات بدلیل خواص منحصر به فردی از قبیل سمیت کم، فتولومینسانس پایدار، پایداری شیمیایی بالا و پدیده محدودیت کوانتمی تشدید شده، به عنوان مواد نوینی برای کاربردهای بیولوژیکی، زیست محیطی، انرژی و ابزارهای نوری بشدت مورد توجه قرار گرفته اند [5]. |
| ذینفعان نتایج طرح | بیماران پوستی |
اطلاعات مجری و همکاران
| نام و نامخانوادگی | سمت در طرح |
|---|---|
| خسرو ادیب کیا | همکار اصلی |
| حسین صمدی کفیل | مجری اول (اصلی-هیات علمی) |
| رسول رخشائی | همکار اصلی |
اطلاعات تفضیلی
| حوزه خبر | خبر |
|---|---|
| رسانه ها و مردم | عنوان خبر متن خبر |
| متخصصان و پژوهشگران | عنوان خبر نانوفایبرهای مبتنی بر کربوکسی سلولز/ پلی وینیل الکل بهنوان پوشش های مناسب برای زخم ساخته شدند.متن خبر در این کار، نقاط کوانتومی مبتنی بر اسید سیتریک (CA-QDs) به عنوان یک عامل اتصال متقابل جدید و ایمن در نسبتهای تغذیهای مختلف (5 تا 15 وزنی درصد) برای سنتز نانوالیاف کربوکسی متیل سلولز/پلیوینیل الکل (CMC/PVA) (NFs) استفاده شد. برای اولین بار. کولیستین (CL) به عنوان یک عامل ضد باکتری نیز در طول فرآیند سنتز نانوفیبرهای الکتروریسی شده CMC/PVA برای ایجاد خواص ضد میکروبی (2 وزنی بر وزن) بارگذاری شد. خواص مورفولوژیکی، آب دوست و مکانیکی نانوفیبر های تهیه شده با تکنیک های مختلف به طور کامل مورد بررسی قرار گرفت. نانوفیبرهای الکتروریسی شده با نسبت اتصال عرضی 10wt٪ CA-QDs خواص مکانیکی مناسب را نشان داد. با توجه به دادههای کشت سلولی، نانوفیبرهای تهیهشده سازگاری سلولی خوبی را در برابر سلولهای HFF-1 نشان دادند (بیش از ۸۰٪ زنده ماندن سلول). به طور قابلتوجهی، نانوفیبرهای لود شده با کلیستین اثر ضد باکتریایی مطلوبی را در برابر استافیلوکوکوس اورئوس، اشرشیاکلی، کلبسیلا پنومونیه و پسودوموناس آئروژنوزا با مناطق بازدارندگی 1.0-1.4، 1.3-1.0، 0.8-1.0 و 1.3-1.5 سانتیمتر نشان دادند. این نتایج نشان داد که نانوفیبرهای ساخته شده می توانند به عنوان داربست های بهبود زخم مفید باشند. |
| سیاستگذاران درمانی | عنوان خبر متن خبر |
| سیاستگذاران پژوهشی | عنوان خبر متن خبر |
| لینک (URL) مقاله انگلیسی مرتبط منتشر شده 1 |
