تاثیر غلظت لیگنین بر مورفولوژی و ساختار نانو الیاف فیبروئین ابریشم

مقدمه و اهداف: با توجه به گسترش روزافزون فناوری نانو و خواص بهبودیافته مواد در مقیاس نانو، الکتروریسی به علت ساختار متخلخل با قابلیت عبور اکسیژن و گاز، روشی امیدوارکننده برای بازگرداندن عملکرد بافت‌های آسیب‌دیده می‌باشد. هدف این پژوهش، بررسی تاثیر غلظت لیگنین بر مورفولوژی و ساختار نانوالیاف فیبروئین ابریشم به منظور دستیابی به الیاف یکنواخت، جهت کاربردهای زیست‌پزشکی می‌باشد.مواد و روش‌ها: ابتدا فیبروئین ابریشم از پیله‌های کرم ابریشم استخراج و با افزودن لیگنین با نسبت‌های 5:1 تا 7:1  تهیه و با الکتروریسی در سه ولتاژ 20، 25 و 30 کیلوولت، نانوالیاف ساخته شد. برای ارزیابی موفقیت استخراج فیبروئین و تولید الیاف، مشخصه‌یابی آن‌ها با روش‌های مختلف انجام شد. ابتدا، مورفولوژی با میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد و سپس زاویه تماس ارزیابی گردید.یافته‌ها: نتایج نشان داد که الیاف فیبروئین ابریشم خالص و کامپوزیت فیبروئین ابریشم-لیگنین در نسبت‌های 5:1، 6:1 و 7:1، در ولتاژ 20 کیلوولت، یکنواخت بوده و به ترتیب دارای قطری برابر با  37 ± 241/44، 11 ± 309/10، 74 ± 164/05 و 58 ± 181/38 نانومتر است. ارزیابی زاویه تماس نشان داد که زاویه تماس با آب در فیبروئین ابریشم خالص (°5±49) در کامپوزیت‌های ساخته‌شده با نسبت‌های 5:1، 6:1 و 7:1 به ترتیب به °4±63، °2±66 و °6±71 افزایش یافت.نتیجه‌گیری: با توجه به قرارگیری زاویه تماس در محدوده 55 تا 75 درجه و تشکیل نانوالیاف یکنواخت، نانوالیاف کامپوزیتی فیبروئین ابریشم-لیگنین بستر مناسبی برای رشد و تکثیر سلولی فراهم کرده و پتانسیل استفاده در کاربردهای زیستی را دارد.

the effect of lignin concentration on the morphology and structure of silk fibroin nanofibers

introduction and objectives: with the rapid advancement of nanotechnology and the enhanced properties of materials at the nanoscale, electrospinning has emerged as a promising technique for restoring the functionality of damaged tissues due to its porous structure, which facilitates oxygen and gas permeability. this study aims to investigate the effect of lignin concentration on the morphology and structure of silk fibroin nanofibers to achieve uniform fibers suitable for biomedical applications.materials and methods: silk fibroin was first extracted from silkworm cocoons and blended with lignin at ratios ranging from 5:1 to 7:1. nanofibers were then fabricated using electrospinning at three voltage levels: 20, 25, and 30 kv. to assess the successful extraction of fibroin and the fabrication of fibers, various characterization techniques were employed. initially, scanning electron microscopy was used to analyze the morphological characteristics, followed by contact angle measurements.results: the findings indicated that both pure silk fibroin fibers and silk fibroin-lignin composite fibers fabricated at 20 kv with lignin ratios of 5:1, 6:1, and 7:1 exhibited uniform structures, with average diameters of 241.44 ± 37 nm, 309.10 ± 11 nm, 164.05 ± 74 nm, and 181.38 ± 58 nm, respectively. moreover, contact angle analysis revealed that the water contact angle of pure silk fibroin (49 ± 5°) increased to 63 ± 4°, 66 ± 2°, and 71 ± 6° for composite fibers with lignin ratios of 5:1, 6:1, and 7:1, respectively.conclusion: given that the contact angle values fall within the range of 55–75° and the nanofibers exhibit a uniform structure, silk fibroin-lignin composite nanofibers provide a favorable surface for cell adhesion and proliferation, making them promising candidates for biomedical applications.