بررسی تجربی قابلیت مکانیکی هیدروژل‌های آلژینات/فیبروئین به‌عنوان داربست مهندسی بافت رگ‌های خونی

مهندسی بافت، به‌عنوان روشی مناسب برای جایگزین کردن روش های درمانی فعلی گرفتگی و تصلب شراین کرونری شناخته می‌شود. چالش های اصلی در مسیر مهندسی رگ های کارآمد به کمک علم مهندسی بافت، انتخاب بیومواد و طراحی ساختار مناسب برای داربست هستند. در مطالعات اخیر نشان داده شده است که هیدروژل های آلژینات حاوی برخی از پروتئین ها مانند فیبروئین، شرایط بسیار مناسبی برای چسبندگی سلولی، فعالیت های سلولی، گسترش و رشد سلول های دیواره عروق خونی از خود نشان می دهند. هدف این مطالعه، بررسی قابلیت مکانیکی این هیدروژل ها و امکان بهبود خواص مکانیکی آن ها با تغییر ساختار شیمایی و فرآیند سنتز، برای استفاده به‌عنوان داربست مهندسی بافت رگ است. در این پژوهش، پارامتر‌های مکانیکی مختلف هیدروژل های آلژینات حاوی پروتئین فیبروئین، از جمله مدول کشسانی ناحیه خطی، کرنش و تنش تسلیم و قابلیت تورم داربست های ساخته‌شده با این هیدروژل ها، بررسی شده‌اند. تمام پارامتر های ذکرشده از طریق انجام آزمون کشش تک‌محوره روی نمونه های دمبل‌شکل و به کمک روابط تحلیلی مربوط به تنش و کرنش استوانه های جدارضخیم، به‌دست آمده است. نتایج به‌دست‌آمده، با پارامتر های مکانیکی متناظر دیواره شریان های کرونری مقایسه شده‌اند، تا ساختار و روش سنتز بهینه از بین نمونه های آزمایش‌شده تعیین شود. نتایج این تحقیق نشان می دهد که هیدروژل آلژینات/فیبروئین، در صورت اصلاح ساختار به‌وسیله ترکیب با هیدروژل آکریل آمید و تشکیل هیدروژل هیبرید و دوشبکه‌ای آلژینات/فیبروئین/پلی آکریل آمید با سنتز دومرحله ای به‌وسیله کاتیون های آهن و کلسیم، شرایط مکانیکی بسیار مناسبی برای استفاده به‌عنوان داربست خواهد داشت. مدول کشسانی هیدروژل آلژیناتفیبروئین با افزودن پلی آکریل آمید، از حدود kpa 46 به kpa 100 و در صورت سنتز دومرحله‌ای، تا kpa 480 افزایش یافت. داربست ساخته‌شده با این هیدروژل، ازنظر پارامتر مکانیکی قابلیت تورم، شباهت بیشتری از رگ های پیوندی تجاری موجود به شریان های کرونری طبیعی دارد.