ساخت کانال هدایت عصبی بر پایه گرافن سه‌بعدی/پلیمر برای کاربرد در مهندسی بافت عصب

در سال‌های اخیر گرافن به‌دلیل خواص منحصر به‌فردی چون هدایت الکتریکی بسیار بالا، استحکام مکانیکی بالا، ساختار متخلخل برای تبادل مواد مغذی و مواد زائد، زیست‌سازگاری، امکان بارگذاری دارو، متغیرهای رشد و ... در مهندسی بافت‌های مختلف از جمله در ساخت کانال هدایت عصبی مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش، ساخت کانال هدایت عصبی بر پایه گرافن سه‌بعدی به‌روش رسوب شیمیایی بخار با گرمایش القایی (icvd) دنبال شد. گرافن در دمای 1080 درجه سانتی‌گراد روی فوم نیکلی سنتز و نمونه‌ها با استفاده از آنالیز رامان و میکروسکوپ الکترونی روبشی مشخضه‌یابی شدند. آنالیز رامان نمونه‌ها نشان داد که گرافن سنتز شده به‌صورت گرافن چندلایه‌ توربواستراتیک با عیب‌های بسیار کم است. به‌منظور حذف نیکل از سایکلودودکان به‌عنوان لایه محافظ استفاده شد. بعد از حذف نیکل، گرافن سه‌بعدی به‌دست آمده با استفاده از روش قطره‌ای و غوطه‌وری در محلول پلیمری پلی‌کاپرولاکتون پوشش داده و کانال هدایت عصبی به‌صورت کامپوزیتی از گرافن سه‌بعدی در هسته و پوشش پلیمری پلی‌کاپرولاکتون ساخته شد. مقایسه خواص الکترومکانیکی کانال هدایت کامپوزیتی با کانال پلیمری پلی‌کاپرولاکتون نشان داد که ابتدا حضور گرافن سه‌بعدی باعث افزایش هدایت الکتریکی کانال هدایت کامپوزیتی شده و انتظار می‌رود که ‌این امر بهبود فرایند ترمیم عصب و رشد آکسون‌ها را به‌دنبال داشته باشد. سپس استحکام مکانیکی و انعطاف‌پذیری آن در مقایسه با کانال هدایت پلی‌کاپرولاکتون افزایش یافته است.

Fabrication of Nerve Guide Conduit Based on 3D Graphene/ Polymer for Nerve Tissue Engineering

In recent years, graphene has been considered in various tissue engineering applications such as nerve guide conduits because of its unique properties such as high electrical and mechanical properties, porous structure for exchange of nutritious and waste materials, biocompatible, capability of drug and growth factor delivery. In the current study, nerve guide conduits based on a 3D graphene were synthesized by induction heating chemical vapor deposition (ICVD). Graphene was synthesized on Ni foam template at 1080 ͦC. Fabricated samples were characterized by Raman analysis and Scanning Electron Microscopy. Raman analysis showed that the synthesized graphene is in the form of a turbostratic multilayered graphene with little defects. Cyclododecane (CD) as a temporary protective layer was used to remove nickel. After removing nickel, the freestanding 3Dgraphene structure was coated with a polymer (PCL) by drop and dip coating methods to obtain the composite conduit. A comparison of the electromechanical results of the 3Dgraphene/PCL conduit and PCL conduit indicated that firstly, grapheme increased the electrical conductivity of the composite conduit which will help promote nerve regeneration and axon growth. Secondly, tensile strength and flexibility of the 3Dgraphene/PCL conduit was improved compared to the PCL conduit.