مطالعه میزان تغییرات مدول یانگ و مقاومت شکست در ساختارهای کامپوزیت پلیمری دوتایی بر پایه‌ی پلی‌یورتان براساس بارگذاری تنش-کرنش جهت کاربرد در مهندسی بافت عروق خونی

بیمارى عروق کرونر قلب از مهمترین بیماری هاى قلبی و عروقی است. پیوند اتوگرافت درمان متداول این بیمارى است که در بعضی بیماران به دلایل مختلف قابل استفاده نیست. از این رو داشتن جایگزین هاى مطلوب در این زمینه امرى ضرورى است. ساختارهاى نانوالیافی به دلیل توانایی بالا در شبیه سازى ماتریس برون سلولی و ایجاد تطابق بین خواص مکانیکی در داربست هاى رگی مصنوعی با عروق طبیعی، به عنوان بسترهاى بالقوه جهت کاربردهاى مهندسی بافت عروق مطرح می شوند. هدف اصلی پژوهش پیشرو ساخت و بهبود خواص مکانیکی داربست هاى رگی مصنوعی با ساختارهاى کامپوزیت دوتایی، با استفاده از نانوالیاف پلیمرهاى پلی یورتان، پلی اتیلن ترفتالات و پلی کاپرولاکتون به روش الکتروریسی آمیخته می باشد. تمام ساختارها از نظر ریخت شناسی و خواص مکانیکی مورد ارزیابی قرار گرفته اند. محدودهى تغییرات تنش و مدول یانگ در ساختارهاى پلی کاپرولاکتون/ پلی یورتان و پلی اتیلن ترفتالات/ پلی یورتان به ترتیب٣٩ /٠ ±٦٦ /٢ تا٢٠ /٣ ±٠٥ /٩١ و٠٩ /٠ ±١٨ /٣ تا٤٢ /٣ ± ٣٢ مگاپاسکال است. همچنین محدوده تغییرات میانگین قطر الیاف و تخلخل در ساختارهاى کامپوزیتی به ترتیب (٤٩ ± ٣٤٣ تا ٣٨ ± ٢٨٣ نانومتر) و (١٢/٣ ±٦٠ /٨٥ تا٧٠ /١ ±٠ /١٨ درصد) گزارش شده است. بررسی ساختار و خواص مکانیکی داربست هاى ساخته شده نشان می دهد ساختار کامپوزیتی طراحی شده و بخصوص ساختار پلی اتیلن ترفتالات/ پلی یورتان می تواند دستاورد مناسبی جهت کاربردهاى مهندسی بافت عروق خونی باشد.

Study of Young’s Modulus and Failure Strength of Polyurethane-Based Binary Polymer Composite Structures Based on Stress-Strain Curve for Tissue Engineering Vascular Graft Application

The coronary arteries are of the important cardiovascular diseases. The autograft is the main treatment for this problem, but in many patients, the autografts are not applicable. So, due to a large number of requirements, it needs to find suitable replacements for diseases of blood vessels. Nanomaterial structures are highly contributive in tissue engineering vascular scaffolds due to their ability in mimicking the nanoscale dimension of the natural extracellular matrix and the existing mechanical match between the native vessel and the structure. The aim of this research was developing and mechanically improving nanofibrous hybrid structures using blend electrospinning methods with different ratios of the polyethylene terephthalate, polyurethane and polycaprolactone. The morphological and mechanical properties of all fabricated structures were evaluated. The average fiber diameter, porosity, stress and Young’s modulus changes’ range in composite structures (polycaprolactone/polyurethane and polyethylene terephthalate/polyurethane ) were obtained 343 ± 94 to 382 ± 83 nm, 58.6 ± 3.12 to 81 ± 1.7 %, 2.66 ± 0.39 to 19.05 ± 3.2 MPa and 3.18 ± 0.09 to 41.4± 3.31 MPa, respectively. According to results, the fabricated scaffolds as well as polyethylene terephthalate/polyurethane structure exhibited suitable mechanical and biological properties and clinical requirements as a smalldiameter vascular graft.