طراحی و ساخت نانو هیدروژلهای سه‌بعدی بر پایه پپتیدهای خود آراینده جهت مهندسی بافت‌های نرم

هیدرو‌ژل‌های تزریقی ازجمله مواد مناسب در مهندسی بافت‌های نرم هستند. امروزه یکی از اهداف بیولوژی سنتزی، طراحی و تولید زیست‌مواد هیدروژل شونده است که ضمن داشتن ویژگی‌های فیزیکی مناسب قادر به خودآرایی درجا در شرایط درون تنی باشند. پپتیدهای دوگانه‌دوست گروهی از این مواد هستند. شبیه‌سازی هرچه بهتر ماتریکس خارج سلولی بافت‌های نرم با هیدرو ژل‌های حاصل از خودآرایی پپتیدهای دوگانه دوست، مستلزم بهینه‌سازی‌های زیستی، شیمیایی و فیزیکی است. در این تحقیق هدف ساخت هیدرو ژل‌های سه‌بعدی نانوکامپوزیتیی با خواص زیستی و مکانیکی متفاوت است که طی فرایند هم‌آرایی و تنها با تغییر نسبت پپتید دوگانه دوست و دو مشتق زیست فعال آن، به وجود آمده باشند. برای بهینه نمودن فرایند هم‌آرایی و بررسی اثرات احتمالی ناشی از وجود توالی‌های مختلف زیست فعال بر ویژگی‌های هم‌آرایه‌های نهایی از روش‌های طیف‌سنجی همچون ftir و cd در کنار روش‌های میکروسکوپی مانند tem و afm استفاده‌شده است. نتایج به‌دست‌آمده حاکی از آن است که نه‌تنها مقادیر هر یک از مولکول‌ها در هم‌آرایی بلکه درصد آب‌گریزی و آب‌دوستی بخش زیست‌فعال آن‌ها نیز بر قدرت و جهت‌گیری پیوندهای هیدروژنی، میانکش‌های بین فیبری و پایداری نهایی هیدروژل‌ها موثر است؛ بنابراین می‌توان بدون تغییر در بخش‌های اصلی تشکیل‌دهنده مولکول‌های دوگانه‌دوست و تنها با طراحی هم‌آرایی‌های مناسب میان این مولکول‌ها و مشتقاتشان به هیدروژل‌هایی با خواص متفاوت رسید.

Design and synthesis of selfassembled peptide based on three dimensional nano hydrogels for soft tissue engineering

Injectable hydrogels are among the most applicable materials in soft tissue engineering. Synthetic biology is been applied to design and produce new hydrogel biomaterials with suitable mechanical properties and in situ gel formation capability in in vivo conditions. Amphiphiles peptides are one mostly used group of these biomaterials. Biological, chemical and mechanical optimizations are necessary for a good soft tissue ECM simulation based on hydrogels. The aim of this work is to construct a novel threedimensional nanocomposite hydrogels with different mechanical and biological properties. The Spectroscopic and microscopic methods consisting of CD, FTIR, TEM, and AFM are used for optimization of the coassembly process and to assess the probable effects of bioepitope segments in final properties of coassembled hydrogels. Our results show that not only the amount of each peptide but also hydrophobicity and the volume of bioepitope segments affect the strength and geometry of hydrogen bonds, interfebrile interactions, and final stability of hydrogels. These data suggest that it is possible to produce different hydrogels without major alterations in the main parts of peptide amphiphiles just by designing right combination of mixed peptide amphiphiles and their bioderivatives.