مروری بر ترموژل‌ها با نگرش کاربردی در مهندسی پزشکی

ترموژل‌ها با داشتن خواص انتقال فاز سل- ژل منحصر به فرد، اخیرا مورد توجه بسیاری قرار گرفته‌اند. این نوع از هیدروژل‌ها با قرار گرفتن در معرض تغییرات دمایی یک انتقال فاز را از خود نشان می‌دهند. این ویژگی کلید کاربرد ترموژل‌ها در پزشکی است. رفتار ترموژل شدن، نتیجه‌ی ترکیبی از مکانیسم‌‌های واکنش به حرارت چند‌گانه است. این مکانیسم‌‌ها شامل رفتار پایین‌ترین دمای بحرانی محلول، مایسل سازی و تجمع مایسلی پلیمر‌های سازنده ترموژل است. ترموژل‌ها کاربردهای گسترده‌ای در مهندسی پزشکی و به ویژه در مهندسی بافت دارند. قابلیت تزریق یکی از مهم‌ترین خواص ترموژل‌ها برای کاربرد در مهندسی بافت است که تطابق بالا، قابلیت بارگیری راحت سلو‌ل‌ها و فاکتور‌های رشد و کمک به بازسازی بافت را به این هیدروژل‌ها القا می‌کند. در سال‌های اخیر استفاده از ترموژل‌ها در دارو رسانی و مطالعه بر روی سامانه‌های دارو رسانی ترموژلی نیز بسیار متداول شده است. ترموژل‌ها می‌توانند دارو را به‌صورت هدفمند به محل مورد نظر برسانند و با محافظت از دارو در بدن، طول عمر دارو را افزایش دهند. ترموژل‌ها همچنین به دلیل ساختار سه بعدی متخلخلی که دارند، در پژوهش‌های مختلفی به عنوان محیط کشت سلولی مناسب مورد توجه قرار گرفته‌اند. به علاوه این مواد به عنوان غشای خود تمیز شونده به دلیل داشتن قابلیت در کاهش کپسوله سازی فیبری و تسهیل انتشار آنالیت در حسگرهای زیستی استفاده شده‌اند. در این مقاله سعی شد که در ابتدا به بررسی تحقیقات انجام شده در زمینه مکانیسم های عملکردی ترموژل‌‌ها و پیشرفت‌های حاصل شده در این زمینه پرداخته شود. در ادامه نیز با نگرشی کاربردی، تحقیقات انجام شده در زمینه استفاده از ترموژل‌ها در مهندسی پزشکی مانند استفاده در دارو رسانی، مهندسی بافت، کشت سه بعدی سلول/ سلول‌‌های بنیادی و غشاها و حسگرها مورد بررسی قرار گرفت.

a review of thermogel with an applied approach in medical engineering

thermogels, having unique sol-gel phase transition properties, have recently received much attention. these types of hydrogels show a phase transition when exposed to temperature changes. this feature is the key to the application of thermogels in medicine. the thermogelling behavior is the result of a combination of multiple heat response mechanisms. these mechanisms include the behavior of the lowest critical temperature of the solution, micellization and micellar aggregation of thermogel-forming polymers. thermogels have wide applications in medical engineering and especially in tissue engineering. injectability is one of the most important properties of thermogels for use in tissue engineering, which induces high compatibility, easy loading of cells and growth factors, and help in tissue regeneration to these hydrogels. in recent years, the use of thermogels in drug delivery and the study of thermogel drug delivery systems have become very common. thermogels can deliver the drug to the desired location in a targeted manner and increase the life of the drug by protecting the drug in the body. thermogels have also been considered as a suitable cell culture medium in various researches due to their three-dimensional porous structure. in addition, these materials have been used as self-cleaning membranes due to their ability to reduce fibrous encapsulation and facilitate analyte diffusion in biosensors. in this article, an attempt was made to review the research conducted in the field of functional mechanisms of thermogels and the progress achieved in this field. in the following, with a practical attitude, the research conducted in the field of using thermogels in medical engineering, such as use in drug delivery, tissue engineering, 3d culture of cells/stem cells, and membranes and sensors, was examined.