تولید و بررسی خواص داربست نانولیفی کیتوسان حاوی نانوکامپوزیت هیدروکسی‌آپاتیت/چارچوب فلز-آلی (hap@mof) برای کاربردهای مهندسی بافت استخوان

در این پژوهش، داربست نانولیفی مبتنی بر کیتوسان حاوی نانوکامپوزیت هیدروکسی‌آپاتیت/چارچوب فلز-آلی (hap@mof) به منظور استفاده در مهندسی بافت تهیه شد. برای این منظور ابتدا نانوکامپوزیت hap@mof به روش سنتز درجا چارچوب فلز-آلی تولید و مشخصه‌یابی شد و سپس داربست نانولیفی کیتوسان به کمک روش الکتروریسی تولید شد. مورفولوژی، ساختار کریستالی، رفتار آبدوستی و همچنین فعالیت ضدباکتری داربست نانولیفی کامپوزیتی cs/pva-hap@mof مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور از میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه، پراش اشعه ایکس، زاویه تماس آب و آزمون‌ انتشار دیسک استفاده شد. بررسی مورفولوژی داربست نانولیفی کامپوزیتی نشان‌دهنده تولید نانوالیاف یکنواخت و عاری از نقص‌های ساختاری و دانه‌تسبیحی با متوسط قطر 113 نانومتر بوده است. همچنین افزودن نانوکامپوزیت hap@mof سبب افزایش قطر الیاف تولیدی و افزایش خاصیت آبدوستی با زاویه تماس 57 درجه گردیده است. همچنین بررسی‌های بعمل آمده به منظور بررسی فعالیت ضدباکتری داربست‌های نانولیفی، حاکی از عملکرد مناسب داربست حاوی نانوکامپوزیت hap@mof در برابر باکتری‌ گرم مثبت استافیلوکوکوس اورئوس و باکتری‌ گرم منفی اشرشیاکلی بوده است. نتایج بدست آمده از این تحقیق نشان داد که داربست نانولیفی کامپوزیتی cs/pva-hap@mof می‌تواند بعنوان گزینه مناسب در کاربردهای مهندسی بافت استفاده کرد.

fabrication and characterization of chitosan nanofibrous scaffold containing hydroxyapatite/metal-organic framework (hap@mof) nanocomposite for bone tissue engineering applications

in this study, chitosan-based nanofibrous scaffold containing hydroxyapatite/metal-organic framework (hap@mof) nanocomposite was prepared for potential application in tissue engineering. first, hap@mof nanocomposite was produced and characterized by in-situ synthesis of metal-organic framework, and then chitosan nanofibrous scaffold was produced using electrospinning method. morphology, crystal structure, hydrophilic behavior and antibacterial activity of cs/pva-hap@mof composite nanofibrous scaffold were studied and evaluated. for this purpose, scanning electron microscope, fourier transform infrared spectroscopy, x-ray diffraction, water contact angle and disk diffusion test were used. the investigation of the morphology of the composite nanofibrous scaffold showed the production of uniform and bead-free nanofibers with an average diameter of 113 nm. also, the addition of hap@mof nanocomposite has increased the diameter of the fabricated fibers and increased the hydrophilic property with a contact angle of 57 degrees. moreover, the investigations of antibacterial activity of nanofibrous scaffolds have indicated the appropriate performance of the nanofibrous scaffold containing hap@mof nanocomposite against the gram-positive bacteria staphylococcus aureus and the gram-negative bacteria escherichia coli. the obtained results showed that cs/pva-hap@mof composite nanofibrous scaffold can be used as a good candidate for potential tissue engineering applications.