بررسی اثر ریزساختار بر خواص مکانیکی داربست‌های زیستی برق‌ریسی‌شده از مخلوط پلی‌وینیل‌الکل و صمغ عربی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی شیمی- بیوتکنولوژی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته

2 استادیار مهندسی پلیمر، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته

3 دانشیار مهندسی شیمی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته

چکیده

رفتارهای داربست‌های زیستی به‌ویژه رفتار مکانیکی آن‌ها تابع ریزساختارشان است. این تحقیق بر آن است تا رابطۀ میان ریزساختار و خواص مکانیکی داربست‌های مورد مطالعه، یافت شود. بدین ‌منظور برق‌ریسی از محلول 10% پلی‌وینیل‌الکل و 20% صمغ عربی در نسبت‌های مختلف (60-40 و 30-70، 20-80، 10-90، 0-100) انجام شد و تأثیر میزان صمغ عربی بر خصوصیات فیزیکی و ریزساختار و خواص مکانیکی داربست‌های ریسیده‌، بررسی شد. خواص ساختاری محلول و بررسی پیوستگی بین فازهای آن با میکروسکوپ نوری انجام شد. گرانروی محلول نیز برای بررسی اثر صمغ عربی بر فرایند برق‌ریسی، مطالعه و تبدیل فوریه طیف‌سنجی مادون قرمز از داربست‌های تولیدی برای بررسی حضور صمغ عربی در ساختار الیاف برق‌ریسی شده انجام شد. آزمون کشش برای بررسی خواص مکانیکی داربست‌های تولیدی به‌کار گرفته شد. نتایج نشان داد که حضور صمغ عربی سبب تولید الیاف باریک‌تر با تراکم بیشتر در داربست‌ها می‌شود و در نتیجۀ این تغییرات، مدول و استحکام داربست‌های زیستی افزایش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation of the Effect of Microstructure on the Mechanical Properties of Electrospun Biofilms Scraped from a Mixture of Polyvinyl Alcohol and Gum Arabic

نویسندگان [English]

  • A. Ghasemabadi 1
  • H. Kourki 2
  • S. Modiri 2
  • D. Afzali 3
1 M.Sc. Student of Chemical Engineering - Biotechnology, Graduate University of Advanced Technology
2 Assistant Professor of Polymer Engineering, Graduate University of Advanced Technology
3 Associate Professor of Analytical Chemistry, Graduate University of Advanced Technology
چکیده [English]

The behaviors of biological scaffolds from the attack of their mechanical behavior are a function of their microstructure. In this research,
an attempt is made to find the relationship between the microstructure and mechanical properties of the studied scaffolds. Therefore, electrospinning of 10% polyvinyl alcohol and 20% gum arabic solution was performed in different ratios (60-40, 30-70, 20-80, 10-90, 0-100), and the effect of gum arabic on physical properties, microstructure, and properties. The mechanical nature of the spun scaffolding was investigated. The structural properties of the solution and the association between its phases were investigated using a light microscope.
The viscosity of the solution was also investigated to investigate the effect of gum arabic on the electrospinning process. Fourier transform infrared spectroscopy of production scaffolds was performed to investigate the presence of gum arabic in the structure of electrified fibers. A tensile test was used to evaluate the mechanical properties of production scaffolds. The results showed that the presence of gum arabic causes the production of thinner fibers with higher density in the scaffolds and as a result of these changes, the modulus and strength of biological scaffolds increase.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bioscaffold
  • Microstructure
  • Mechanical Properties
  • Nanofibers
  • Polyvinyl Alcohol
  • Arabic Gum

مراجع

[1]        Swift, G., "Environmentally biodegradable
water-soluble polymers: In Degradable polymers", 2nd edition; Springer, Dordrecht, pp. 379-412, (2002).
[2]        Chen, Z., Mo, X., Qing, F., "Electrospinning of collagen–chitosan complex", Materials Letters, 61(16), pp.3490-3494, (2007).
[3]        Qin, X. H., Wang, S. Y., "Sandra, T., Lukas, D. "Effect of LiCl on the stability length of electrospinning jet by PAN polymer solution", Materials Letters, 59(24-25), pp. 3102-3105, (2005).
[4]        Reneker, D. H., Chun, I., "Nanometre diameter fibres of polymer, produced by electrospinning. Nanotechnology", 7(3), 216, 216–223, (1996).
[5]        Ahmad, S. I., Hasan, N., Zainul Abid, C. K. V., Mazumdar, N., "Preparation and characterization of films based on crosslinked blends of gum acacia, polyvinylalcohol, and polyvinylpyrrolidone-iodine complex", Journal of applied polymer science, 109(2), pp. 775-781, (2008).
[6]        Pereira Jr, V. A., de Arruda, I. N. Q., Stefani,
R., "Active chitosan/PVA films with anthocyanins from Brassica oleraceae (Red Cabbage) as Time–Temperature Indicators for application in intelligent food packaging", Food Hydrocolloids, 43, pp. 180-188,‏ (2015).
[7]        Bashiri, S., Ghanbarzadeh, B., Hamishekar, H., Dehghannya, J., "Beta-Carotene loaded nanoliposome: effects of gama–oryzanol on particle size stability and encapsulation", Research and Innovation in Food Science and Technology, 4(4),
pp. 365-382, (2016).
[8]        Vellora Thekkae Padil, V., Černík, M., "Tree Gum Based Electrospun Nanofibre Membranes., Process Optimization, Characterization and Environmental Application", Nanocon, 1, pp. 1-6, (2014).
[9]        Dey, P., Bal, T., Gupta, R. N., "Fabrication and invitro evaluation of electrospun gum ghatti-polyvinyl alcohol polymeric blend green nanofibre mat (GG-PVA NFM) as a novel material for polymeric scaffolds in wound healing", Polymer Testing, 91, p. 106826, (2020).
[10]      Eghbalifam, N., Shojaosadati, S. A., Hashemi-Najafabadi, S., Khorasani, A. C., "Synthesis and characterization of antimicrobial wound dressing material based on silver nanoparticles loaded gum Arabic nanofibers", International journal of biological macromolecules, 155, pp. 119-130, (2020).
[11]      Farokhzadeh, M., "Microstructure control of bio-scaffolds consisting of nanofibers for wound dressing", MSc thesis, In Persian, (2017).
[12]      Farokhzadeh, M., Kourki, H., Modiri S., Afzali, D., "Microstructural Study of Poly(Vinyl Alcohol) Nano-Fiberous Bio-Scaffold From Global Data", Nashrieh Shimi va Mohandesi Shimi Iran, in press, In Persian., (2018).
[13]      Fahami, A., Fathi, M., "Fabrication and characterization of novel nanofibers from cress seed mucilage for food applications", Journal of Applied Polymer Science, 135(6), p. 45811, 1-6, (2018).‏
مهندسی شیمی ایران
دوره 21، شماره 123 - شماره پیاپی 123
مهر و آبان 1401
صفحه 22-31

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار