مطالعه تجربی و ارزیابی خواص مکانیکی کامپوزیت‌های منفرد و مرکب نانومقیاس (pcl/pu) ساخته‌شده به روش های الکتروریسی هم‌زمان و الکتروریسی آمیخته

زمینه و هدف: ماتریکس خارج سلولی(ecm) به‌عنوان ساختار تشکیل‌دهنده‌ی بافت‌های بدن، جایگاهی جهت نگهداری سلول‌ها و ساختاری سه‌بعدی از نانوالیاف پروتئینی و پلی ساکاریدی با قطر 500-50 نانومتر دارد. الکتروریسی روشی است که اجازه تولید نانوالیاف در این محدوده را می‌دهد.مواد و روش‌ها: پلی‌کاپرولاکتان، پلی یورتان و حلال‌های کلروفرم، اتانول، تتراهیدرو فوران و دی‌متیل فرمامید و 1،1،1،3،3،3 هگزا فلورو 2 پروپانول مورداستفاده قرار گرفتند. ساختارهای منفرد pcl و pu و ساختار کامپوزیتی (50:50)pcl/pu با استفاده از روش الکتروریسی هم زمان و آمیخته طراحی شدند. ساختار و مرفولوژی در ساختارهای منفرد و کامپوزیت توسط آنالیزهای sem، ftir و خواص مکانیکی توسط انجام تست کشش (حداکثر تحمل نیرو، تنش، کرنش و مدول یانگ) موردبررسی قرار گرفت.نتایج: ساختارهای منفرد و کامپوزیتی بر اساس روش ساخت، مورفولوژی و خواص مکانیکی مطلوبی جهت کاربردهای مهندسی بافت دارند. محدوده تغییرات میانگین قطر الیاف و مدول یانگ در ساختارهای طراحی‌شده به ترتیب 89 ± 228 تا 95 ± 470 نانومتر و 0.39 ±1.20 تا 0.54 ± 8.03 مگاپاسکال است. ساختارهای کامپوزیتی ساخته‌شده به روش الکتروریسی هم زمان و آمیخته به ترتیب کمترین میانگین قطر الیاف nm 89 ± 228 و بیشترین استحکام mpa 0.54 ± 8.03 را دارا می باشند. نتیجه گیری: ساختارهای کامپوزیتی های طراحی‌شده ازنظر ساختار، مورفولوژی و خواص مکانیکی مناسب می‌توانند به‌عنوان جایگزین مصنوعی مورداستفاده قرار گیرند. ساختار‌های کامپوزیتی طراحی‌شده به روش الکتروریسی آمیخته به دلیل عدم حرکت آزادانه نانوالیاف پلی‌یورتان و ایجاد انقباض ذاتی در ساختار کامپوزیت میزان استحکام بیشتری را نسبت به ساختارهای دیگر نشان می‌دهند.

Experimental Study and Evaluation of Mechanical Properties of Nano-Scale Single and Composite Structures (PCL/PU) Fabricated by Co-Electrospinning and Blend-Electrospinning Methods.

Background Objective: Extracellular matrix (ECM) as a threedimensional structure consisting of protein nanofibers and polysaccharides with a diameter of 50500 nm is a place to store cells. Electrospinning is a method that allows nanofibers to be produced in this range and even beyond.Materials Methods: Polycaprolactone, polyurethane, and required solvents chloroform, ethanol, Tetrahydrofuran, dimethylformamid and 1,1,1,3,3,3Hexafluoro2propanol were used without any purification. Single and composite scaffolds were fabricated of these polymers using Coelectrospinning and Blendelectrospinning methods. The morphological and mechanical properties of the neat and composite structures were evaluated through SEM, FTIR, and Tensile tese.Result: Results showed that the average fiber diameter and Young rsquo;s modulus changes rsquo; range in composite and single structures obtained 228 plusmn; 89 to 470 plusmn; 95 nm and 1.2 plusmn; 0.39 to 8.03 plusmn; 0.54 MPa.Composite structures fabricated using Coelectrospinning method have smaller mean fiber diameter 228 plusmn; 89 nm and composite structures fabricated using blend electrospinning have highest Young rsquo;s modulus 8.03 plusmn; 0.54 MPa comparison single structures. Conclusion: The results showed that the produced composite structure meets the required mechanical properties to be used in tissue engineering and, because of its structural and morphological features, can be also applied as alternative scaffolds in the body. Composite structures produced by blend electrospinning method show a higher degree of strength compared to similar composite structures that produced by coelectrospinning method due to the free movement of the polyurethane nanofiber and the intrinsic contraction in the composite structure.