ارائه‌کننده: احمدرضا طهماسبی

استاد راهنما: دکتر امیرحسین بهروش

استاد ناظر داخلی: دکتر امیر راستی

استاد ناظر خارجی: دکتر سمیره هاشمی

تاریخ: 1405/07/14

ساعت: ۱۳:۰۰

مکان: دانشکده مکانیک، طبقه اول، اتاق ۱۵۴

چکیده:

 هرنی شکمی یکی از شایع‌ترین اختلالات جراحی در سرتاسر جهان است که سالانه بیش از ۲۰ میلیون جراحی هرنی در دنیا انجام می‌شود. مش‌های جراحی به‌عنوان ابزار اصلی ترمیم هرنی، در دهه‌های اخیر پیشرفت‌های قابل‌توجهی داشته‌اند، اما همچنان چالش‌هایی از جمله عفونت پس از کاشت، واکنش‌های التهابی مزمن، و محدودیت در شخصی‌سازی هندسه و خواص باقی هستند. هدف از این پژوهش، توسعه و ارزیابی جامع یک مش جراحی کامپوزیتی نوین بر پایه پلی‌کاپرولاکتون (PCL) تقویت‌شده با رشته‌های پیوسته پلی‌گلیکولیک اسید (PGA) به روش جوهرنویسی مستقیم (DIW) و پوشش‌دهی با ترکیب پلی‌وینیل الکل (PVA) و نانوذرات اکسید روی (ZnO) است.

در این پژوهش، محلول PCL با انحلال گرانول‌های PCL سیگما-آلدریچ در کلروفرم تهیه گردید. با بهینه‌سازی غلظت، رفتار رئولوژیکی مناسب برای چاپ (شبه‌نیوتنی، n=0.955، K=4.65 Pa·sⁿ، ویسکوزیته در محدوده ۳.۴۵ تا ۴.۰۲ پاسکال‌ثانیه) حاصل شد. الگوی چاپ Diamond 45° با درصد پرشدگی ۱۵٪ و قطر نازل 12G (~2.1 mm) در دستگاه DIW سفارشی اعمال گردید. در حین چاپ، رشته پیوسته PGA (نخ بخیه جراحی USP 3-0) به‌صورت هم‌زمان در مسیر اکستروژن تعبیه شد. سه گروه آزمونی تولید شد: G1 (PCL+PGA بدون پوشش)، G2 (PCL+PGA+PVA+1٪ZnO)، و G3 (PCL+PGA+PVA+5٪ZnO). محلول PVA-آب مقطر رفتار Shear-thinning (n=0.776، K=7.68 Pa·sⁿ) با محدوده ویسکوزیته ۰.۸۳ تا ۴.۱۵ پاسکال‌ثانیه نشان داد.

نتایج طیف‌سنجی ATR-FTIR حضور تمامی گروه‌های عاملی مشخصه مواد را تأیید کرد. ظهور پیک ضعیف اما مشخص در ۳۵۹۴ سانتی‌متر معکوس در نمونه‌های حاوی ZnO، تأیید مستقیم پیوند Zn-OH بر سطح نانوذرات بود. تقسیم پیک کشش O-H از یک باند پهن (۳۳۰۴ سانتی‌متر معکوس) به سه پیک جداگانه (۳۴۱۳، ۳۳۸۸ و ۳۳۳۷ سانتی‌متر معکوس)، نشانه قطعی کئوردیناسیون یون Zn²⁺ با گروه‌های هیدروکسیل پلیمر بود. اندازه‌گیری زاویه تماس آب نشان داد: PCL: ۷۵.۹°±۲.۸۵°، PVA: ۷۴.۰°±۴.۷۷°، PVA+ZnO: ۷۳.۹°±۴.۵۹°. افزودن رشته‌های پیوسته PGA، استحکام کششی را حدود ۴۷ درصد (از ۳.۲ به ۴.۷ مگاپاسکال) و مدول الاستیسیته را حدود ۱۶ درصد (از ۲۸ به ۳۲.۵ مگاپاسکال) نسبت به PCL خالص افزایش داد.

آزمون MTT بر سلول‌های فیبروبلاست L929 در بازه‌های ۱، ۳ و ۷ روز، تکثیر پیوسته سلول‌ها را در هر چهار گروه آزمونی نشان داد (۴۰۳ تا ۴۵۰ درصد نسبت به شاهد منفی روز اول در روز هفتم)، در حالی که شاهد مثبت در حدود ۱۷ درصد ثابت ماند. ویابیلیتی نسبت به شاهد همان روز در روز هفتم برای همه گروه‌ها بالاتر از آستانه ۷۰ درصد ISO 10993-5 بود (۷۵ تا ۸۴ درصد)، هرچند دو گروه با میزان کمتر ZnO در روز سوم به‌طور گذرا زیر این آستانه قرار گرفتند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) رشد و چسبندگی مطلوب سلول‌ها با فیلوپودیاهای بلند و شبکه‌های گسترده اتصالات سلول-سلول را در هر دو گروه G2 و G3 نشان داد. در مجموع، مش پیشنهادی این پژوهش، با استحکام مکانیکی مناسب، زیست‌سازگاری قابل قبول، خاصیت ضدباکتریایی بالقوه و قابلیت زیست‌تخریب‌پذیری، پتانسیل بالایی برای کاربرد به‌عنوان مش جراحی نسل جدید نشان داد.