بررسی اثر وزن مولکولی زیست‌پلیمر سدیم پلی‌گاما‌گلوتامات در بهبود انعقاد خون

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

تهران، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی شیمی و مهندسی شیمی

10.22063/jipst.2026.35785.2429

چکیده

فرضیه: نمک سدیم پلی‌گاما‌گلوتامات (γ-PGA) یک زیست‌پلیمر پلی‌آنیونی، زیست‌سازگار و آب‌دوست است که به‌وسیله سویه باسیلوس لیکنی ‌فورمیس تولید می‌شود و به‌دلیل ظرفیت زیاد جذب آب و برهم‌کنش با اجزای خون، به‌عنوان عامل خون‌ایستی زیستی مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش، اثر زمان تخمیر بر ویژگی‌های وزن مولکولی γ-PGA و ارتباط آن با عملکرد خون‌ایستی زخم‌پوش‌های تهیه‌شده بر پایه این زیست‌پلیمربررسی شد.
روش‌ها: طی فرایند تخمیر غوطه‌وری در محیط کشت سنتزی γ-PGA تولید و با روش رسوب‌دهی الکلی و دیالیز خالص‌سازی شد. نمونه‌برداری از محیط تخمیر در فواصل زمانی 14، 24، 48 و 72 ساعت انجام شد. زیست‌پلیمرهای استخراج‌شده با روش غوطه‌وری روی پارچه ریون/پلی‌استر آغشته‌‌شده و زخم‌پوش‌های خون‌ایستان، متناظر با هر زمان تخمیر تهیه شدند.
یافته‌ها: نتایج سنجش سوانگاری ژل تراشی (GPC) نشان دا، اگرچه میانگین وزن مولکولی γ-PGA در بازه زمانی مورد بررسی تغییر قابل‌توجهی نداشت، اما توزیع وزن مولکولی آن به‌طور معناداری تحت تاثیر زمان تخمیر قرار گرفت. با افزایش زمان تخمیر از 14 تا 72 ساعت، مقدار نسبی زیست‌پلیمر در بازه وزن مولکولی بیشتر (محدوده 106×5/4-4 دالتون) افزایش یافت که این موضوع از افزایش سطح زیر پیک‌های متناظر در سوانگارها استنباط شد؛ در حالی‌که سهم اولیگومرهای سبک‌تر کاهش یافت. این تغییرات در توزیع وزن مولکولی و مقدار زیست‌پلیمر با بهبود عملکرد خون‌ایستی زخم‌پوش‌ها همراه بود، به‌‌گونه‌ای که شاخص انعقاد خون (BCI) از 68/80% در زخم‌پوش‌ دارای γ-PGA استخراج شده در 14 ساعت، به 48/88% در زخم‌پوش‌ 72 ساعت افزایش یافت. براین اساس، زخم‌پوش‌ دارای γ-PGA استخراج شده در زمان تخمیر ۷۲ ساعت به‌عنوان نمونه بهینه برای ارزیابی‌های خون‌ایستی و سازگاری‌ یاخته‌ای انتخاب شد. این نتایج نشان داد، کنترل هم‌زمان زمان تخمیر و توزیع وزن مولکولی γ-PGA رویکردی مؤثر برای بهینه‌سازی عملکرد خون‌ایستی با زخم‌پوش‌ها بوده و مبنای مناسبی برای توسعه زخم‌پوش‌های زیست‌فعال با کارایی بیشتر فراهم می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of the effect of sodium poly-γ-glutamate biopolymer molecular weight on blood coagulation enhancement

نویسندگان [English]

  • Atefeh Naderi
  • Ali Bahrami
  • Valiollah Babaeipour
  • Mehdi Zeinoddini
Faculty of Chemistry and Chemical Engineering, Malek Ashtar University of Technology, Iran
چکیده [English]

Hypothesis: Sodium poly-γ-glutamate salt (γ-PGA) is a polyanionic, biocompatible, and hydrophilic biopolymer produced by Bacillus licheniformis. Due to its high water absorption capacity and interaction with blood components, it has been considered a biological hemostatic agent. In this study, the effect of fermentation time on the molecular weight characteristics of γ-PGA and its relationship with the hemostatic performance of dressings prepared based on this polymer was investigated.
Methods: γ-PGA was produced through submerged fermentation in a synthetic culture medium and purified by alcoholic precipitation and dialysis. Sampling was performed at intervals of 14, 24, 48, and 72 hours. The extracted polymers were impregnated onto rayon/polyester fabric by the immersion method, and hemostatic dressings corresponding to each fermentation time were prepared.
Findings: Gel permeation chromatography (GPC) analysis showed that although the average molecular weight of γ-PGA did not change significantly during the time period studied, its molecular weight distribution was markedly affected by fermentation time. With increasing fermentation time from 14 to 72 hours, the relative amount of polymer in the higher molecular weight range (4-4.5×106 Da) increased, as inferred from the increased area under the corresponding peaks, while the contribution of lighter oligomers decreased. These changes in molecular weight distribution and polymer content were accompanied by improved hemostatic performance, such that the blood coagulation index (BCI) increased from 80.68% in the dressing containing γ-PGA extracted at 14 hours to 88.48% in the 72-hour dressing. Accordingly, the dressing containing γ-PGA extracted at a fermentation time of 72 hours was selected as the optimal sample for hemostatic and cytocompatibility evaluations. These results indicate that simultaneous control of fermentation time and molecular weight distribution of γ-PGA is an effective approach for optimizing the hemostatic performance of dressings and provides a suitable basis for the development of bioactive dressings with improved efficiency.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Coagulation
  • Sodium poly-γ-glutamate salt
  • Fermentation
  • Molecular weight
  • Hemostasis