تحضير وتوصيف المتراكبات النانوية لألياف متعدد اليوريثان الحراري-عقاقير المغزولة كهربائياً لتطبيقات الأوعية الدموية

الباحث

ريام صباح حسن حسين

المشرف

مسار نجم عبيد

الجامعة

جامعة بابل

الكلية / القسم

هندسة المواد / هندسة البوليمر والصناعات البتروكيمياوية

الشهادة

دكتوراه

السنة

2024

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Electrospinning;Thermoplastic polyurethane;Drug-loaded nanofibers;Vascular graft

التطعيم الوعائي هوجزء نسيجي يستخدم على نطاق واسع في اصلاح الأوعية الدموية المصابة بأمراض تصلب الشرايين وتمدد الأوعية الدموية كما ويستخدم لمنع التخثرء والتي تعد من الأسباب الرئيسية للوفيات في العالم. غالبًا ما يحدث خلل في الطعوم الوعائية، خاصة بالنسبة للطعوم التي يقل قطرها عن ae V يرتبط بتصميم مواد الطعوم بالقوة الميكانيكية، والنفاذية، وبطانة الأوعية الدموية ويجب أن يحاكي الطعم الوعائي بنية وخصائص الشريان الأصلي والذي يحتوي على بنية متعددة الطبقات. في الدراسة الحالية، تم تحضير ثلاث مجموعات من ألياف نانوية بوليمرية تعتمد على Bale البولي يوريثين الحراري (TPU) المجموعة الأولى تكونت من مادة طبيعية مضافة إلى مادة TPU وهي زيت الخروع (CA) بنسب وزنية مختلفة )"6 4، © )970. Lal المجموعة الثانية فقد تكونت من مواد طبية مضافة إلى مادة TPU وهي الأسبرين (ASP) بنسب (0,7. 695 )(%، والهيبارين (HEP) بنسب (5, :90)١,5 6) ١ والبلافيكس (PLA) بنسب )6452 )6 (Very V EY) % )١,5 90. أما المجموعة الثالثة فقد تم إضافة مادة الهيدروكسيباتيت (HA) النانوية إلى مادة TPU بنسب مختلفة OV) قرت 458( % لدراسة تأثير تخثر الدم Gil sill, الحيوي للعينات المحضرة، تم إجراء اختبارات O43) الثرومبوبلاستين الجزئي المنشط (APTT) ، زمن (PT) cave 8 yall عقياس انحلال caall وقابلية التبلل. أعطت جميع العينات أعلى نسبة تخثرمقارنة بال TPU النقي وتوافق جيد مع الدم، وبعد ذلك وبناء على نتائج التحاليل PT <APTT فحص انحلال الدم، وزاوية الاتصال تم اختيار أفضل نسبة أعطت أفضل تأخير في التخثر وتم دمجهما لتحضير عينتين جديدتين وهما /TPU Aue الأدوية ( ,1968257 آ1.5961182,19621) والعينة النهائية ( TPU/ 4%CA/ (1% ASP, 1.5% HEP, 1% PLA PLA) /0.4%HA ( مما أعطى وقت تخثر أعلى ومزيداً من التوافق مع الدم. هذا يشير إلى أن جميع العينات المحضرة ملائمة لاستخدامها في تطبيقات طعوم الاوعية الدموية لذلك تم إجراء اختبارات أخرى لإظهار مدى نجاح هذه العينات لاستخدامها في تطبيقات التطعيم الوعائي مثل اختبار المحاليل والخصائص الهيكلية والفيزيائية والبيولوجية والميكانيكية. يملك TPU/CA plas لزوجة أعلى وتوتر سطحي مع وجود موصلية أقل مقارنة بمادة TPU النقية مما يؤدي إلى زيادة في متوسط القطر وخشونة السطح وففقًا لصور المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاثات (FESEM) ومجهر القوة الذرية (AFM) علاوة على cella فإن محاليل ‘TPU/ASP ،TPU/PLA ،TPU/ HEP /14آ1211:121[/1/ الادوية والعينة النهائية لها لزوجة أقل وتوتر سطحي ولها موصلية أعلى بالمقارنة مع TPU النقي مما يؤدي إلى انخفاض في المتوسط القطر وخشونة السطح التي تظهر في صور 171551171 وصور AFM على التوالي، مما يؤدي إلى انخفاض التصاق الصفائح الدموية وبالتالي تقليل فرصة نشاط الصفائح الدموية. أظهر التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء (FTIR) للمجموعات الثلاث من الألياف النانوية حدوث تغير فيزيائي فقطء دون تفاعل كيميائي. وفقًا لنتائج DSC فإن نسيج الألياف النانوية يملك درجة حرارة انتقال زجاجي (Tg) ودرجة حرارة انصهار (Tm) أعلى من مادة TPU النقية، مما يشير إلى تحسين الخصائص الميكانيكية والثبات الحراري. Sai هذه الإضافات إلى حدوث فصل طوري (درجتي انصهار Yar من واحد لمعظم الألياف النانوية باستثناء عينات (TPU/ASP 34) TPU أظهر اختبار المضادات الحيوية أن منطقة التثبيط تزداد عند إضافة CA) al gall الأدوية، 9 (HA وهذا يدل أن لهذه المضافات خصائص مضادة للجراثيم تمنع نمو البكتيريا وبالتالي تسهل عمليات التئام الجروح أثناء وبعد عملية زرع الطعوم الوعائية. أشار فحص السمية الخلوية إلى أن الألياف النانوية المحضرة أكثر توافقاً مع الخلايا وغير سامة للخلايا ولها توافق حيوي جيد في المختبر. من خلال اختبار الشدء تملك العينة النهائية قوة شد أعلى ومعامل مرونة مقارنة بمادة TPL النقية، مما يعطي إمكانية أكبر لجدار cle ll لتحمل الضغط الذي يتعرض له الطعم. في اختبار التحلل المختبري، لوحظ أن مادة TPU النقية لها خصائص قابلة للتحلل على المدى الطويل مما قد يعيق نمو الخلايا. تسببت هذه المضافات (CA) والأدوية، 5 (HA بزيادة معقولة في معدل التحلل وبشكل مناسب لمعدل نمو الأوعية الدموية ولذلك فإن هذه المواد مناسبة للاستخدام في تطبيقات طعوم الأوعية الدموية.

A vascular grafting is a tissue part that is widely used in repairing blood vessels affected by atherosclerotic diseases and aneurysms. It is also used to prevent thrombosis, which is one of the main causes of death in the world. Vascular graft malfunction often occurs, especially for grafts less than 6 mm in diameter. The design of graft materials is related to mechanical strength, permeability, and endovascularity and the vascularized graft should mimic the structure and properties of the native artery, which has a multilayered structure. In the present study, three groups of TPU-based polymeric nanofibers were prepared. The first group consisted of a natural substance added to TPU which is castor oil (CA) in different weight percentages (3, 4, and 5) wt.%. As for the second group, it consisted of medical materials added to TPU, which are aspirin (ASP) in proportions of (0.2, 0.6, and 1)wt%, heparin (HEP) in proportions of (0.5, 1, and 1.5)wt.%, and Plavix (PLA) in proportions of (0.5, 1, and 1.5)wt%. As for the third group, hydroxyapatite (HA) nanoparticles were added to TPU in different proportions (0.3, 0.4, and 0.5)wt%. To study the effect of blood coagulation and the biocompatibility of the prepared samples, tests (activated partial thromboplastin time (APTT), prothrombin time (PT), hemolysis measurement, and wettability) were performed. All samples gave the highest rate of coagulation compared to pure TPU and good compatibility with blood. After that, based on the results of the tests APTT, PT, hemolysis test, and contact angle, the best rate was chosen that gave the best delay in clotting and they were combined to prepare two new samples, which are the TPU/drugs sample (1%ASP, 1.5%HEP,1%PLA) and the final sample (TPU/ 4%CA/ (1% ASP, 1.5% HEP, 1% PLA PLA) /0.4%HA) which gave a higher clotting time and greater blood compatibility. This indicates that all the prepared samples are suitable for use in vascular graft applications. Therefore, further tests were performed to show the success of these samples for use in vascular graft applications, such as testing solutions and structural, physical, biological, and mechanical properties. The TPU/CA solution has a higher viscosity and surface tension with lower conductivity compared to pure TPU resulting in an increase in average diameter and surface roughness according to FESEM and Atomic Force Microscopy (AFM) images. Moreover, the solutions of TPU/ASP, TPU/HEP, TPU/PLA, TPU/HA, TPU/drugs and the TPU/final sample have lower viscosity and surface tension and have higher conductivity compared to pure TPU which results in a decrease in the average diameter and surface roughness that They appear in FESEM images and AFM images respectively, resulting in decreased platelet adhesion and thus reduced chance of platelet activity. FTIR spectroscopy of the three groups of nanofibers showed only a physical change, without a chemical reaction. According to the DSC results, the nanofiber fabric possesses a higher glass transition temperature (Tg) and melting temperature (Tm) than pure TPU, indicating improved mechanical properties and thermal stability. These additions induced phase separation (two melting points instead of one for most nanofibers except pure TPU and TPU/ASP samples). The antibacterial testing showed that the zone of inhibition increases when substances (CA, drugs, and HA) are added. This indicates that these additives have antibacterial properties that prevent bacterial growth and thus facilitate wound healing processes during and after the vascular graft implantation process. Cytotoxicity assay indicated that the prepared nanofibers are more cytocompatible, non-cytotoxic, and have good biocompatibility in vitro. Through tensile testing, the final sample has higher tensile strength and elastic modulus compared to pure TPU, giving greater potential for the vessel wall to withstand the pressure of the graft. In in vitro degradation testing, pure TPU was observed to have long-term biodegradable properties which may inhibit cell growth. These additives (CA, drugs, and HA) caused a reasonable increase in the degradation rate and an appropriate increase in the vascular growth rate and are therefore suitable for use in vascular graft applications.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب