بررسی آزمایشگاهی و شبیه سازی محاسباتی برهمکنش هیدروژل های ژلاتین- کربوکسی متیل سلولز و سلول های پوست در جهت ترمیم زخم

نویسندگان

1 دانشجو/دانشگاه تهران

2 دانشیار/دانشگاه تهران

3 دانشگاه علوم پزشکی ایران

doi
10.22041/ijbme.2025.2049953.1947
چکیده

ترمیم زخم یکی از مسائل مهم در پزشکی بازساختی می‌باشد. زخم پوش‌ها از ابزارهای مورد استفاده در این بستر می‌باشند. زخم پوش‌های سنتی توانایی زیست سازگاری مناسب و نیز برهم-کنش مورد نیاز برای ترمیم زخم را دارا نیستند. لذا نیاز است تا زخم پوش‌های نوین با خاصیت اکسیژن رسانی مناسب سنتز شوند. هدف این تحقیق، سنتز و بررسی خواص و ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی و بیولوژیکی هیدروژل ژلاتین/ کربوکسی متیل سلولز کراس لینک شده توسط آنزیم پروکسادایز و شبیه سازی نرخ انتقال جرم از هیدروژل به سطح پوست می‌باشد. سنتز این هیدروژل توسط اتصال دو عامل ژلاتین و کربوکسی متیل سلولز به‌وسیله‌ی فنول دار کردن آن ها انجام شد و این دو پلیمر با نسبت‌های متفاوت برای سنتز هیدروژل به‌کار گرفته شدند. با افزودن مقادیر مختلفی از کربوکسی متیل سلولز به ژلاتین، نتایج مختلفی در تست‌های میزان تورم، زمان ژل شدن، خواص رئولوژی و استحکام فشاری مورد بررسی قرار گرفت. زنده‌مانی سلول، ترشح کلاژن و چسبدگی سلول توسط سلول‌های فیبروبلاست 3T3 مورد ارزیابی قرار گرفت. شبیه‌سازی محاسباتی با استفاده از روش اجزای محدود انجام گرفت و نرخ انتقال اکسیژن به پوست که عاملی تعیین کننده در بهبود زخم می‌باشد، در یافتن غلظت بهینه‌ی کلسیوم پراکساید مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایشگاهی به‌دست آمده نشان داد که نمونه با ترکیب 70 درصد کربوکسی متیل سلولز و 30 درصد ژلاتین بیشترین توانایی در ترمیم زخم را دارد. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که بیشترین میزان اکسیژن رسانی در لایه‌ی اپیدرم پوست در حالت طبیعی اکسیژن رسانی در بدن 30×〖10〗^(-15) mol/m3 است. این درحالی است که در هیدروژلی با کمترین میزان اکسیژن‌رسانی (در غلظت کلسیوم پراکسایدmg 1/0) این عدد mol/m3 8×〖10〗^(-2) به‌دست آمد. این اختلاف چشم‌گیر نشان از تاثیرگذاری قابل توجه این نوع هیدروژل در زمینه اکسیژن رسانی و در نهایت ترمیم زخم دارد.