اثر عوامل شبکه‌ی کننده و خنثی‌کننده بر شکل‌شناسی داربست‌های الکتروریسی‌ شده کیتوسان

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

تهران دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ، صندوق پستی 4413-15875

چکیده

کیتوسان پلیمری طبیعی است که از واکنش استیل­ زدایی کیتین تهیه می­ شود و به دلیل داشتن خواص ضدباکتری و قابلیت بهبود زخم، به ­وفور در مهندسی بافت مورد توجه قرار گرفته است. ریسندگی محلول اسیدی کیتوسان با روش الکتروریسی، از متداول­ ترین روش­ های ساخت داربست­ های سه‌بعدی از این پلیمر است. با وجود مطالعات فراوان درباره بررسی شکل­ شناسی الیاف حاصل از الکتروریسی محلول کیتوسان، اثر عوامل مختلف بر چگونگی خنثی­ سازی ­و پایدارسازی این الیاف به ­خوبی بررسی نشده است. از این رو، در پژوهش حاضر برای بررسی اثر ترکیب­ های خنثی­­ کننده و شبکه‌ای‌ کننده بر شکل‌شناسی الیاف حاصل از الکتروریسی، به ترتیب از محلول آبی نمک­ های سدیم ­کربنات و پتاسیم­ کربنات و عوامل شبکه‌ای‌ کننده گلوتارآلدهید و جنیپین استفاده شد. برای بررسی ساختار شیمیایی الیاف کیتوسان پس از فرایندهای خنثی­ سازی ­و پایدارسازی از روش طیف­ سنجی زیرقرمز (FTIR) استفاده شد. روش میکروسکوپ پویشی الکترونی (SEM) نیز برای بررسی اثر هر یک از عوامل یادشده بر شکل­ شناسی داربست ­ها به­ کار گرفته شد. طبق تصاویر میکروسکوپی، الیاف به­ دست آمده از الکتروریسی محلول کیتوسان با غلظت %4 وزنی در مخلوط حلال­ های تری‌فلوئورواستیک اسید (TFA) و دی‌کلرومتان (DCM) شکل‌شناسی خوبی نشان می‌دهند. پس از این مرحله، روش‌های مختلف خنثی­ سازی ­و پایدارسازی الیاف تهیه شده بررسی شد. بدین منظور، از محلول‌های آبی با غلظت 1 مولار سدیم کربنات (Na2CO3) و پتاسیم کربنات (K2CO3) به­ عنوان عامل خنثی‌کننده و از دو ترکیب گلوتارآلدهید و جنیپین به ­عنوان عامل شبکه‌ای­ کننده استفاده شد. نتایج SEM نشان داد، الیاف شبکه ­ای­ شده با استفاده از ترکیب جنیپین، شکل­ شناسی همگن ­تر و منظم‌تری دارند.

عنوان مقاله [English]

Effects of Neutralization and Crosslinking Agents on the Morphology of Chitosan Electrospun Scaffolds

نویسندگان [English]

  • Maryam Mashayekhi
  • Hamid Mirzadeh
  • Shadab Bagheri-Khoulenjani
Department of Polymer and Color Engineering, Amirkabir University of Tehran, P.O. Box: 15875-4413, Tehran, Iran
چکیده [English]

Chitosan, a natural polymer derived from chitin by deacetylation process of chitin, has gained an enormous interest in tissue engineering due to its unique features such as antibacterial activity and wound healing properties. Electrospinning of acidified chitosan solution is one of the most widely-used approaches in fabrication of 3D scaffolds. Although there are some reports addressing morphology tailoring of the chitosan nanofibers through solution electrospinning, there is no comparative report concerning the neutralization and stabilization conditions of chitosan electrospun fibers. Therefore, this article compares the effects of different neutralizing agents such as aqueous solutions of sodium carbonate (Na2CO3) and potassium carbonate (K2CO3), and crosslinking reagents including glutaraldehyde (GA) and genipin on morphology of electrospun chitosan fibers. After neutralization and stabilization processes, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was employed to investigate the morphology of fibers. Furthermore, the influence of the aforementioned parameters on stability of fibers was probed using scanning electron microscopy. SEM images illustrated that the scaffold resulting from electrospinning of 4 wt% chitosan solution in a mixture of trifluoroacetic acid (TFA) and dichloromethane (DCM) possessed a well-formed nanofibrous structure. Afterwards, different methods for neutralization and stabilization of the electrospun chitosan nanofiber mats were performed. In this respect, aqueous solutions of both Na2CO3 and K2CO3 salts (1M) were employed as neutralization agents and GA and genipin were used as two different crosslinking agents. Based on SEM analysis, the chitosan fibers, crosslinked with genipin, showed better morphology than a scaffold which was crosslinked with glutaraldehyde

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chitosan
  • electrospinning
  • neutralization
  • crosslinking agent
  • nanofibers