ساخت و مشخصه‌یابی داربست نانولیفی برپایه کیتوسان دارای نانوذرات سریم اکسید برای کاربرد در ترمیم زخم

فرضیه‌: جادادن انواع مختلف نانوذرات به‌ویژه نانوذرات فلز اکسید در زیرآیند نانوالیاف پلیمری سبب افزایش خواص لایه ‌نانولیفی می‌شود. در این پژوهش از سیتریک اسید به‌عنوان عامل ایجاد اتصال‌ عرضی‌ دوست‌دار محیط‌زیست برای کاهش خاصیت آب‌دوستی لایه کیتوسان-پلی‌(وینیل‌ الکل) استفاده شد. از نانوذرات سریم ‌اکسید (نانوسریا) به‌عنوان عامل ضد‌اکسنده و ضدباکتری به‌منظور افزایش قابلیت‌های زیستی لایه در کاربردهای ترمیم زخم استفاده شد.روش‌ها: بدین منظور محلول‌های ترکیبی کیتوسان (cs)-پلی‌(‌وینیل الکل) (pva)-سیتریک اسید (ca) با نسبت‌های وزنی 0:1:1.5 و 2:3:1 (cs:pva:ca) تهیه و پس از الکتروریسی و تعیین نمونه بهینه، نانوسریا (ceo2) در محلول بهینه بارگذاری و الکتروریسی شدند. سپس، خواص شکل‌شناسی فیزیکی، زاویه تماس، یاخته‌سازگاری، نبود سمیت یاخته‌ای و خاصیت ضدباکتریایی لایه‌های حاصل بررسی شد. یافته‌ها: بررسی‌های فیزیکی-شکل‌شناسی نشان می‌دهد، نمونه cs:pva:ca با نسبت 2:3:1 الکتروریسی‌شده  در ولتاژ 15kv  و فاصله 18cmبا قطر متوسط  29±175nm بهینه بوده و زاویه تماس حدود °42 نشان‌دهنده کاهش مناسب خاصیت آب‌دوستی و امکان حفظ تمامیت فیزیکی لایه است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی شکل‌شناسی بدون دانه‌تسبیحی با قطر متوسط38±274nm برای لایه نانولیفی cs:pva:ca دارای %1.5 از nceo2 را نشان داد. وجود نانوسریا در نمودار eds و برهم‌کنش‌های بین گروه‌های عاملی در طیف‌های ftir دیده شد. نتایج آزمون کشت یاخته‌ای حاکی از رشد و تکثیر مناسب یاخته‌های فیبروبلاست روی نمونه‌های بدون نانوسریا و دارای نانوسریاست. نتیجه آزمون mtt تاییدکننده نبود سمیت در هر دو نمونه است. بررسی‌های ضدباکتری نشان‌دهنده بهبود فعالیت ضدباکتری نانوالیاف دارای سریم ‌اکسید در برابر هر دو سویه باکتری گرم مثبت و گرم منفی است. به‌طور کلی نتایج نشان داد، وجود نانوسریا در نانوالیاف الکتروریسی‌شده کیتوسان-پلی‌(وینیل ‌الکل)-سیتریک اسید به‌وضوح سبب بهبود خواص زیستی به‌ویژه رفتار ضدباکتریایی لایه ‌نانولیفی به‌دست‌آمده شده ‌است که می‌تواند به‌عنوان زخم‌پوش مناسب برای کاربرد در ترمیم زخم استفاده شود.

fabrication and characterization of nanofibrous scaffold based on chitosan containing cerium oxide nanoparticles for wound healing application

hypothesis: incorporating different types of nanoparticles, especially metal oxide nanoparticles, into the polymeric nanofiber substrate improves different properties of the web. in this research, citric acid is used as an environmentally friendly cross-linking agent to reduce the hydrophilic property of chitosan-polyvinyl alcohol web. cerium oxide nanoparticles (nanoceria) as an antioxidant and antibacterial agent are used to increase the biological capabilities of the web for healing applications.methods: chitosan (cs)/poly(vinyl alcohol) (pva)/citric acid (ca) nanofibers with the mass ratios of 1:1:0.5 and 2:3:1 (cs:pva:ca) were prepared and electrospun. nanoceria was loaded into the optimal blend prepared for electrospinning. in continuation, the physical-morphological properties, cell compatibility, non-cytotoxicity, and antibacterial activity of the resulting webs were investigated.findings: physical-morphological investigations show that the cs:pva:ca (2:3:1) nanofiber which was electrospun under 15 kv and 18 cm is the optimal nanofiber with an average diameter of 175±29 nm. the contact angle is about 42 degrees, indicating a suitable decrease in hydrophilicity and maintaining the physical integrity of the web. the sem images show a bead-less morphology with an average diameter of 274±38 nm for nanofibrous web containing 1.5% (by wt) ceo2. the presence of nanoceria and interactions of the functional groups in the components were evident in their eds and ftir spectra, respectively. the results of the cell-culturing demonstrate the proper growth and proliferation of fibroblast cells on both with and without-nanoceria webs. the result of the mtt test confirms the non-toxicity of both scaffolds. the antibacterial investigations show improvements in antibacterial activities of the nanofibers containing cerium-oxide against both gram-positive and gram-negative bacteria. in general, the results determined that the presence of nanoceria in chitosan-polyvinyl-alcohol-citric acid electrospun nanofibers has clearly improved the biological properties, especially the antibacterial behavior of the obtained web, so it can be used as a suitable dressing for wound healing application.