PCL surface modifications

NanoMicrobiol NanoBiotechnol, 2022 (2), 202222

DOI:

Review

Surface Modification of PCL Nanofibrous Scaffolds

Razieh Yaseri 1

1 Department of Medical Nanotechnology, School of Advanced Medical Sciences, Shiraz University of Medical Sciences, Shiraz, Iran
* Correspondence: raziehyaseri@gmail.com

Abstract

By tissue engineering, it is feasible to grow and regenerate the required cells on the scaffolds by making scaffolds similar to the body’s natural matrixes. Electrospinning, is one of the new methods that can be used to construct nanofiber scaffolds. Polycaprolactone is a synthetic polymer with considerable mechanical properties that makes it promising polymer for nanofibrous scaffolds fabrication. Beside valuable physicochemical properties, PCL nanofibrous scaffolds need to be improved in the case of surface features to make them more suitable for biological applications. In order to modify the surface of this hydrophobic polymer, various techniques were developed. After surface modification and coating the scaffolds exhibited improved hydrophilicity that resulting in better attachment, growth, and proliferation of the cells on these scaffolds.

Keywords: Nanofibrous scaffolds; Polycaprolactone; Chitosan; Hyaluronic Acid; Surface modifications

1 مقدمه

شیوه ­های جدید ساخت داربست­های مهندسی بافت به جهت حل مشکلات پزشکی رایج، کشف و ‏توسعه داده شده است. برای سالیان متمادی، ساخت داربست­های پلیمری به عنوان سوبسترا برای تولید و ‏بازساخت بافت، یکی از محبوب­ترین و نویدبخش‎­‎ترین راهکارها بوده است. ‎شیوه­های‎ ‎تولید نانوفیبرهای پلیمری ‏شامل تکنیک­های جدایی فاز، خودآرایی ‏ و الکتروریسی می­باشند، و در این میان الکتروریسی ساده­ترین و موثرترین ‏آن­ها است (1). الکتروریسی به جهت این­که این توانایی را به محققان می­دهد تا داربست­های پلیمری متخلخل ‏فیبروس (لیف مانند) با اندازه های میکرومتری تا نانومتری و مشابه ماتریکس خارج سلولی بسازند، یک روش محبوب تلقی ‏می­شود. به علاوه این روش در مقایسه با روش­های تکنیک جدایی فاز و ‏خودآرایی، نسبتا سریع می­باشد. نصب و راه اندازی یک سیستم الکتروریسی آسان است. این فناوری هم برای تولید مقادیر کم در آزمایشگاه و هم ‏تولید انبوه برای مصارف صنعتی مناسب می­باشد. این روش می­تواند داربست نانوفیبری متخلخل به هم پیوسته ‏دارای پایداری ساختاری و مکانیکی در مقایسه با روش های دیگر ایجاد نماید (2).‏

ترکیبات مختلفی از جمله پلیمرها، کامپوزیت­ها و سرامیک­ها قابلیت الکترریسی دارند (3). پلیمرهای ‏زیست تخریب­پذیر شامل پلیمرهای سنتزی همانند ‏‎ ‎پلی­لاکتیک­اسید (‏PLA‏)، ‏‎ ‎پلی­گلایکولیک­اسید (‏PGA‏)، ‏‎ ‎پلی­لاکتیک­کوگلاکولیک­اسید‏‏ (‏PLGA‏)،‎ ‎‏‏‎ ‎پلی‎­­کاپرولاکتون (‏PCL‏) و پلیمرهای طبیعی شامل کلاژن،‎ ‎ژلاتین،‎ ‎سیلک و  ‎کیتوزان تا‎ ‎به حال در فرآیند الکتروریسی استفاده شده‎­‎اند (4). پلیمر پلی­کاپرولاکتون خصوصیات مکانیکی ‏بهتری در مقایسه با سایر مواد بیولوژیکی دارد و جالب است که زیست تخریب­پذیر بوده و قابل ‏بازجذب نیز دارد. ‏PCL‏ یک پلی­استر خطی آلیفاتیک زیست­سازگار و ارزان قیمت است که تائیدیه ‏FDA‏ را دریافت نموده. ‏دارای خواص ویسکوالاستیک است که سبب ایجاد و شکل­گیری محدوده وسیعی از داربست­ها می­گردد. علت ‏محدودیت کاربرد پلیمر پلی­کاپرولاکتون به عنوان داربست پلیمری، ماهیت هیدروفوبیک آن می­باشد که مانع ‏پیشروی و اتصال سلول­ها به سطح پلیمر می­شود. برای حل این مشکل، تکنیک­های اصلاح سطح می تواند راهکار امید بخشی به نظر آید. در این روش ها به وسیله تعدیل کردن سطح و یا پوشش دادن سطح با مواد دیگر می­تواند خواص ‏فیزیکی و شیمیایی سطح را تغییر داد (5).‏ در ادامه به بررسی تکنیک های اصلاح سطح در جهت بهبود ویژگی های نانوفیبر های PCL خواهیم پرداخت.

2 اصلاح سطح ‏

علت این­که محققان به داربست­های الکتروریسی شده علاقمند هستند، کاربردهای زیست­ پزشکی آن­ها می­باشد. ‏یکی از اهداف ‏اصلی اصلاح سطح داربست­ها، افزایش آب­دوستی این سطوح است. سطوح آب­دوست، دارای ‏زیست­سازگاری بیشتری هستند و مانع ‏رسوب زیستی می­شوند. روش های اصلاح سطح به دو دسته اصلی تقسیم می­شوند. دسته اول تیمار حین فرآیند الکتروریسی است که شامل نانوکامپوزیت ها و مخلوط کردن می باشد. دسته دوم‏ تیمار پس از فرآیند الکتروریسی است که شامل پوشش­دهی، پیوند زدن، تیمار پلاسما و تیمار شیمیایی است.

3 نانوکامپوزیت‏

اصلاح سطح حین فرآیند الکتروریسی، یک روش تک مرحله­ای است. در روش کامپوزیت، به محلول ‏پلیمری، نانوذرات اضافه می­شود سپس الکتروریسی صورت می­گیرد. این نانوذرات اضافه شده، سبب افزایش ‏سختی سطح ‏ فیبرها می­شود، به همین دلیل می تواند موجب تقویت ترشوندگی نانوکامپوزیت الکتروریس شده بگردد­. 

4 مخلوط کردن

‏در روش مخلوط کردن، یک مخلوط پلیمری شامل دو یا بیشتر از دو پلیمر است که در سطح مولکولی ‏غیر­قابل امتزاج می­باشند. مخلوط کردن از گذشته تاکنون برای بهبود خواص بالک پلیمرها استفاده می شده است. در این روش هموپلیمرهای هیدروفیل و هیدروفوب و یا آنکه کوپلیمرهای آمفی­فیل با هم ترکیب شده و انرژی سطحی و هم­چنین شرایط کینتیکی طی فرآیند الکتروریسی، بر برون­ده فرایند تاثیر ‏خواهد گذاشت. بزرگترین عیب این روش پیچیدگی آن می­باشد. برای این­که بتوان دو پلیمر غیر­قابل امتزاج‏ را وارد ‏فرآیند الکتروریسی کرد باید از دو محلول برای تهیه محلول پلیمری استفاده کرد که هر دو نیز باید قابل ‏الکتروریسی شدن باشند.‏

5 پوشش ­دهی

یکی از روش­های اصلاح پس از فرآیند الکتروریسی، پوشش­دهی می­باشد که به علت تقلید  از بافت طبیعی و افزایش آب­دوستی و زیست­سازگاری داربست در پزشکی کاربرد دارد.‏‎ ‎جذب فیزیکی ساده که در این روش صورت ‏گرفته است، از طریق پیوندهای بین­مولکولی از قبیل واندروالس، پیوند هیدروژنی، نیروی الکترواستاتیک‏ و ‏نیروهای هیدروفوبیک اتفاق می­افتد.‏‎ ‎میزان تمایل بین مواد پوشش­دهنده مختلف و سطح سوبسترا و در نتیجه نیروی چسبندگی بین آنها ‏متفاوت است و همین امر می تواند تعیین کننده باشد. ‎برای مثال اگر چسبندگی بین ماده پوشش دهنده و سطح سوبسترا پایین باشد، پوشش به آسانی جدا خواهد شد.‏

6 پیوند زدن

فرآیند پیوند زدن به دو شیوه اصلی رخ می­دهد. اول  پیوند زدن به (Grafting-to)، در این روش ماکرومولکول­ها از طریق گروه­های عاملی انتهایی خود، به ‏گروه­های عاملی روی سطح اتصال می­یابند.‏  روش دوم پیوند زدن از (Grafting-from) می باشد که در آن، فرآیند پلیمریزاسیون به طور مستقیم با حضور مونومرها، روی سطح ‏اتفاق می­افتد. از روش تیمار پلاسما (که در قسمت بعد توضیح داده خواهد شد) به عنوان ‏مرحله پیش­نیاز برای ایجاد گروه­های عاملی و هم­چنین به عنوان آغازگر برای شروع فرآیند ‏پلیمریزاسیون روی سطح استفاده می­شود. مزیت این روش این است که می­توان شیمی و ‏ضخامت باندهای کووالان موجود روی لایه را کنترل کرد. با این حال مشکل عمده­ای که در ‏فرآیند پیوند زدن وجود دارد محدودیت در نفوذ به لایه­های عمیق می­باشد (6).‏

7 تیمار پلاسما

در این فرآیند برای ایجاد پلاسمای دشارژ برانگیخته از یک لوله که از هر گونه گازی تخلیه شده است، ‏استفاده می­شود. این لوله با یک گاز که دارای فشار کم می­باشد مانند آرگون، بخار آمونیاک یا ‏اکسیژن پر می­شود. برای برانگیختن گازها درون لوله از یک منبع انرژی همانند جریان الکتریکی، گرما، رادیوفرکانس، امواج ‏مایکروویو و یا جریان متناوب و مستقیم استفاده می­شود. این جریان سبب یونیزه شدن گازها و تبدیل آن­ها به ‏رادیکال­های آزاد، یون­ها، الکترون­ها، پروتون­ها، مولکول­ها و یا اتم­های گازی با انرژی متفاوت شود. در نهایت ‏بمباران سطوح با این گونه­های پرانرژی که پلاسما نامیده می­شوند سبب انتقال انرژی به سطح سوبسترا می­شود ‏به طور کلی فرایند پلاسما برای برداشت یک ماده از سطح و یا نشاندن یک ماده صورت می­گیرد. روش تیمار ‏پلاسما شامل دو دسته است: ‏1) پلاسمای داغ همراه دمای بالا (Thermal/high-temperature/Hot plasma) و 2) پلاسمای سرد همراه دمای پایین  (Non thermal/low-temperature/Cold plasma).

روش اول برای مواد حساس به دما همانند پلیمرها مناسب نبوده زیرا باعث تخریب آن­ها می­شود. در حالی ‏که روش دوم این ریسک را کاهش می­دهد. اصلاح سطح با روش پلاسما، سبب تشکیل گروه­های قطبی آب­دوست ‏مانند هیدروکسیل، کربوکسیل، آمین و کربونیل روی سطح می­شود. حضور این گروه­ها سبب افزایش آب­‏دوستی و افزایش زیست­سازگاری برای کاربردهای زیست پزشکی می­شود. از مزایای این روش می­توان به ساخت ‏لایه­های نازک با خواص کاملا متفاوت نسبت به حالت توده آن بدون حضور حلال و با کنترل میزان تخریب این ‏لایه­های سطحی اشاره داشت. روش تیمار پلاسما سبب می­شود که لایه­های نازک به آسانی تخریب شوند و هم­‏چنین سبب کاهش خواص مکانیکی ماده (مانند قدرت کشش و مدول الاستیک) می­شود.‏

8 تیمار شیمیایی

تیمار پلاسمایی نانوفیبر­ها نمی­تواند به طور موثر سطوحی از نانوفیبرهایی را که از دسترس خارج هستند، ‏اصلاح کند. زیرا عمق نفوذ پلاسما محدودیت دارد. در نتیجه روش­ اصلاح شیمیایی به سبب توانایی آن در اصلاح غشاهای نانوفیبر زخیم می­تواند تکنیک اصلاح ‏سطح موثرتری باشد.  اصلاح شیمیایی می­تواند یک و یا بیش از یک نوع گونه شیمیایی روی سطح را به سبب بهبود خواص ‏فیزیکی و شیمیایی آن در واکنش درگیر کند (7). این فرآیند، با فعال­سازی سطحی آغاز می­گردد. این فعال­سازی ‏موجب ایجاد گروه­های عاملی روی سطح می­شود (8). در این روش، مواد با واکنش­گرهایی که در حلال وجود دارد ‏تیمار می­شوند. که در نهایت گروه­های عاملی روی سطح ایجاد می­کند. این روش کلاسیک است و به ‏هیچ­گونه تجهیزات خاصی نیاز ندارد و در اکثر آزمایشگاه­ها قابل اجرا است. فرآیند تیمار شیمیایی شامل دو روش زیر می­باشد.

8.1 هیدرولیز

‏ اگر هیدرولیز تنها به وسیله آب صورت گیرد، فرآیند بسیار آهسته است. به همین دلیل برای افزایش ‏سرعت واکنش از یک اسید یا باز رقیق شده استفاده می­شود (6). در هیدرولیز اسیدی پلیمرهای کاتیونی تولید می-‏شود در حالی که در هیدرولیز قلیایی پلیمرهایی با گروه­های عاملی آمینی آزاد تشکیل می­شوند. هیدرولیز قلیایی ‏معمولا موثرتر بوده و تقریبا به طور کامل اتفاق می­افتد. در حالی که نیروهای الکترواستاتیک بین گروه­های آمینی ‏کاتیونی و پروتون­های هیدراته در محلول مانع هیدرولیز اسیدی به طور کامل می­شود. از طرف دیگر در فرآیند ‏هیدرولیز سدیم هیدروکسید و نمک سدیم فومارات، محصولات جانبی باید دیالیز یا رسوب داده شوند برخلاف ‏هیدرولیز اسیدی، همانند مخلوط حلال آبی و متانول که محصول جانبی آن متیل فومارات است و می­تواند به ‏راحتی جدا شود (37). در فرآیند هیدرولیز قلیایی پروتون­های کوچک و بسیار متحرک می­توانند بین زنجیره­های ‏مولکولی بدون بار به آسانی منتشر شوند و در نتیجه قادر به ایجاد تخلخل در داریست­های سه بعدی می­باشند. ‏یکی از رایج­ترین هیدرولیزها، هیدرولیز پلی­استرها می­باشد که طی هیدرولیز، آب با گروه­های استری واکنش داده ‏و گروه­های قطبی آب­دوست ایجاد می­کند. در طی فرآیند هیدرولیز پلی­استر، برش باندهای استری، گروه­های ‏کربوکسیل و هیدروکسیل آب­دوست ایجاد می­کند. این گروه­های فعال امکان اتصال کووالان با سایر اجزا را فراهم ‏میآورد (8).‏

8.2 آمینولیز

‏ آمینولیز یک روش آسان جهت اصلاح سطح پلیمرها است. طی 50 سال گذشته، آمینولیز مولکول­های ‏کوچک استری مورد مطالعه قرار گرفته است. در فرایند آمینولیز، یک حمله نوکلئوفیلی توسط دی­آمین به کربن ‏گروه کربونیل دارای پیوند استری روی زنجیره اصلی اتفاق می­افتد که سبب شکسته شدن پیوند استری و جدا ‏شدن گروه آلکوکسی می­شود و یک حد واسط چهاروجهی حاصل می­شود. در این فرایند پیوند آمیدی تشکیل ‏شده و گروه­های آمین و هیدروکسیل روی سطح پلی­استر ایجاد می­شود که سبب اتصال آسان مولکول­های دیگر ‏به سطح می­شود­. در روش آمینولیز از دی­آمین­هایی مثل اتیلن دی­آمین، آمینواتیلن پروپان دی­آمین، ‏هگزان­دی­آمین ‏ و ‏EDAC)‏( ‏1-ethyl-3-(3- dimethyl amino propyl)- carbodi-imide استفاده می­شود.‏‎ ‎در مقایسه با سایر روش­های اصلاح سطح، مثل پلاسما و ‏اکسیداسیون، آمینولیز دارای مکانیسم روشن­تر و قابل پیش­بینی­تری است. هم­چنین، آمینولیز برای اصلاح سطح ‏داخلی داربست­های سه بعدی در مهندسی بافت مناسب است.‏‎ ‎یکی دیگر از مزایای این روش این است که همانند ‏پلاسما دارای توانایی کنترل میزان تخریب سطح ماده برای ایجاد گروه­های عاملی می­باشد. مزیت دیگری که این ‏روش دارد، این است که در این روش لایه­ها به آسانی شکل و فرم می­گیرند و همان­طور که گفته شد، بر خلاف ‏روش تیمار پلاسما می­توانند به لایه­های عمیق در فیبرهایی با ضخامت بالا نفوذ کنند. از عیوب این روش، می­‏توان به این موارد همچون خوردگی ایجاد شده روی سطح، بی نظمی و کاهش خواص ‏مکانیکی نانوفیبر اشاره نمود (9).

9 مطالعات قبلی بر اصلاح داربست­های نانوفیبری پلی­کاپرولاکتون

در سالهای گذشته مطالعات گوناگونی در زمینه بهبود خواص پلی­کاپرولاکتون به عنوان داربست سه بعدی در مهندسی بافت ‏صورت گرفته است. به همین جهت در این مقاله با مروری بر متون و پژوهش­های گذشته، ضمن بررسی آن­ها، با پیشینه پژوهش های انجام شده در زمینه فرآیند الکتروریسی و ساخت داربست سلولی و همچنین روشهای به کاربرده شده برای اصلاح سطح آشنا خواهیم شد.

مطالعه­ای در سال 2009 توسط یانگ و همکارانش در مورد تاثیر کیتوزان به عنوان پوشش بر روی نانوفیبرهای پلی­‏کاپرولاکتون جهت تسریع تشکیل بافت استخوانی صورت گرفت. این مطالعه نشان داد بسیاری از خصوصیاتی که داربست پلی­‏کاپرولاکتون از خود بروز می­دهد به درصد کیتوزان موجود در نانوفیبرهای پلی­کاپرولاکتون وابسته است. همان­طور که در این ‏مطالعه نشان داده شد، افزایش درصد کیتوزان موجب شد که قطر نانوفیبرهای پلی­کاپرولاکتون کاهش یابد، هم­چنین نانوفیبرها ‏دارای سطحی صاف شوند و نیز موجب افزایش ترشوندگی نانوفیبرهای پلی­کاپرولاکتون شد. به طور کلی حضور کیتوزان سبب ‏افزایش سرعت رشد و تکثیر سلول­های استخوانی شد و در غلظت­های بالا (9%) تفاوت مورفولوژی چشم­گیری در سلول­ها وجود ‏نداشت (10).

‏ در مطالعه دیگر‎ ‎که در سال 2007 توسط آروج و همکارانش صورت گرفت، نانوفیبرهای پلی­کاپرولاکتون به وسیله فرآیند ‏هیدرولیز قلیایی با استفاده از محلول سدیم هیدروکساید، تیمار شدند. سپس لایه­های کلسیم فسفات روی سطح آن متصل کردند. ‏در این فرایند، اتصال کلسیم فسفات به سطح نانوفیبرهای پلی­کاپرولاکتون سبب پیشرفت و بهبود تکثیر استخوان­سازی بر روی ‏این داربست شد (11).

 در تحقیقی که بر روی داربست پلی­کاپرولاکتون برای ساخت بافت غضروف صورت گرفت، از پلیمر ‏طبیعی هیالورونیک اسید به عنوان پوششی برای داربست پلی­کاپرولاکتون به جهت بهبود استحکام مکانیکی وتحریک کندروسیت­ها ‏استفاده شد. نتایج حاکی از آن بود که این داربست، علاوه بر آب­دوست بودن، موجب بیان بیشتر گیرنده ‏CD₄₄‎‏ به علت حضور ‏هیالورونیک اسید می­شود. زیرا گیرنده­های سطحی ‏CD₄₄‎‏ تمایل دارند به هیالورونیک اسید اتصال پیدا کنند، که این اتصال سبب ‏فعال شدن آبشاری درون سلول می­شود که در نهایت منجر به تکثیر کندروسیت­ها می­شود (12).

در سال 2013 مطالعه­ای روی داربست پلی­کارولاکتون صورت گرفت، داربست­های متخلخل ‏پلی­کاپرولاکتون با هیالورونیک اسید پوشش داده شدند. این کار سبب ایجاد محیط بیولوژیکی شد که امکان ساخت و بازتولید ‏سلول­های غضروف مفصلی در آن فراهم شد. در نتیجه وجود این داربست سبب بهبود رشد و تکثیر سلول­ها گشت و در این مطالعه ‏از این داربست برای ترمیم آسیب­های غضروفی زانو استفاده کردند که نتایج خوبی به همراه داشت (13).

در مورد دیگری نانوفیبرهای پلی­کاپرولاکتون طی فرآیند آمینولیز اصلاح سطح شده و روی آن­ها کلاژن ‏اتصال پیدا کرد. این مطالعه نشان داد که پلی­کاپرولاکتون اصلاح شده می­تواند یک داربست مناسب برای محدوده وسیعی از ‏کاربردهای مهندسی بافت باشد. در این مطالعه نشان داده شد که معایب پلی­کاپرولاکتون از جمله هیدروفوبیسیتی و زیست­‏سازگاری کم آن، به وسیله اصلاح سطح طی فرآیند آمینولیز و اتصال کلاژن بهبود پیدا کرد (14).

تحقیقی توسط کروزیر و همکارانش در سال 2014 انجام شد، طی آن محققان، نانوفیبر پلی­کاپرولاکتونی ساختند که روی ‏سطح آن را با پلی­ساکاریدها پوشش دادند. این پلی­ساکاریدها که کیتوزان و هیالورونیک اسید بودند به صورت لایه لایه روی ‏نانوفیبرها قرار داده شدند. کاربردی که برای آن در نظر گرفتند، ترمیم زخم بود. پوشش ایجاد شده سبب بهبود خواص سطحی ‏نانوفیبر شده ولی بهترین حالتی که سلول­ها بتوانند روی آن رشد کنند، وجود یک لایه کیتوزان روی سطح بود (15).

مطالعه­ای در سال 2010 توسط چن و همکاران صورت ‏پذیرفت. در این مطالعه کامپوزیت پلی­کاپرولاکتون و پلی­ایزوپروپیل آکریلامید توسط فرایند الکتروریسی ایجاد شدند که پلی­‏کاپرولاکتون به عنوان هسته و پلی­ایزوپروپیل آکریلامید به عنوان پوشش مورد استفاده قرار گرفتند. اعتقاد برآن است که به علت ‏زیست تخریب­پذیری و خاصیت حساس به دمای پلیمر پلی­ایزوپروپیل آکریلامید، بتوان از این کامپوزیت فیبری هسته-پوسته، در ‏دارورسانی، مهندسی بافت و کاربردهای زیستی استفاده کرد (16).

در مطالعه­ای که در سال 2020 توسط عسگری و محمودی­فرد انجام شد، پلیمر طبیعی هیالورونیک اسید  به صورت پوسته بر روی هسته از جنس پلیمر پلی­کاپرولاکتون با روش الکتروریسی دو نازل اتصال پیدا کرد. این تحقیق به منظور ساخت داربستی که خواص آن با استفاده از پلیمر هیالورونیک اسید برای به دام انداختن  و اتصال بهتر سلول­های توموری به آن بهبود یافته، انجام گردید. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که پروتئوگلیکان CD₄₄ سلول­های توموری با گیرنده هیالورونیک اسید اتصال برقرار می­کند، بنابراین استفاده از پلیمر هیالورونیک اسید علاوه بر افزایش آب­دوستی، سبب اتصال سلول­های توموری نیز می­شود که CD₄₄ روی آن­ها بیش از حد بیان می­گردد. بنابراین استفاده از پلیمر هیالورونیک اسید سبب بهبود این اتصال و به دام انداختن بیشتر سلول­های توموری گردید (17).

در مطالعه دیگری که توسط تولدو و همکارانش در سال 2020 انجام شد، از سیستم حلال شیمیایی به جهت بهبود اتصال سلولی استفاده گردید. در این پژوهش اثر سه نوع دی­آمین بر روی نانوفیبر نانوفیبرها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن بود که استفاده از مولکول­های دی­آمین موجب آمینه شدن سطح و در نهایت موجب بهبود اتصال و چسبندگی سلولی در استفاده از هر سه نوع دی­آمین گردید (18).

در سال2020 تحقیقی توسط آمورس دسوسا و همکارانش بر روی اثر اتصال پروتئین در پی آمینولیز نانوفیبرهای پلی­کاپرلاکتون بر سلول­های بنیادی عصبی صورت گرفت. در این پژوهش برای اتصال پروتئین­ها به سطح آمینولیزشده از لینکر گلوتارآلدهید استفاده گردید. سلول­های بنیادی در پی این اصلاح سطح، تکثیر و چسبندگی بهتری از خود نشان دادند (19).

نتیجه گیری

نانوفیبرهای پلی کاپرولاکتون به دلیل دارا بودن ویژگی های فیزیکی و استحکامی مناسب کاربردهای گسترده ای در مهندسی بافت یافته اند. اما استفاده از این پلیمری در فناوری های زیست پزشکی به دلیل آبدوستی پایین محدود می شود. پلیمرهای آبگریز به دلیل ترشوندگی اندک نمی توانند بستر مناسبی جهت اتصال سلول ها فراهم آورند. فناوری اصلاح سطح یکی از روش های امید بخش جهت بهبود کارایی نانوفیبر های پلی کاپرولاکتون است که می تواند کارایی این پلیمر را در ساخت نانوفیبرهای مهندسی بافت افزایش دهد.

تشکر و قدردانی

این مطالعه تحت حمایت دانشگاه علوم پزشکی شیراز به انجام رسیده است.

 فهرست منابع

1. 1. Ma Z, Kotaki M, Inai R, Ramakrishna S. Potential of nanofiber matrix as tissue-engineering scaffolds. Tissue engineering. 2005;11(1-2):101-9.
   2. Li WJ, Shanti RM, Tuan RS. Electrospinning technology for nanofibrous scaffolds in tissue engineering. Nanotechnologies for the Life Sciences: Online. 2007;9.
   3. Xue J, Xie J, Liu W, Xia Y. Electrospun nanofibers: new concepts, materials, and applications. Accounts of chemical research. 2017;50(8):1976-87.
   4. Zhang Y, Venugopal J, Huang Z-M, Lim C, Ramakrishna S. Characterization of the surface biocompatibility of the electrospun PCL-collagen nanofibers using fibroblasts. Biomacromolecules. 2005;6(5):2583-9.
   5. Cipitria A, Skelton A, Dargaville T, Dalton P, Hutmacher D. Design, fabrication and characterization of PCL electrospun scaffolds—a review. Journal of Materials Chemistry. 2011;21(26):9419-53.
   6. Salles Kurusu R. Polymer blending as a surface modification technique to alter the wettability of hydrophobic electrospun mats: École de technologie supérieure; 2016.
   7. Hilal N, Khayet M, Wright CJ. Membrane modification: Technology and applications: CRC press; 2012.
   8. Katti DS, Vasita R, Shanmugam K. Improved biomaterials for tissue engineering applications: surface modification of polymers. Current topics in medicinal chemistry. 2008;8(4):341-53.
   9. Zhu Y, Mao Z, Gao C. Aminolysis-based surface modification of polyesters for biomedical applications. RSC advances. 2013;3(8):2509-19.
   10. Yang X, Chen X, Wang H. Acceleration of osteogenic differentiation of preosteoblastic cells by chitosan containing nanofibrous scaffolds. Biomacromolecules. 2009;10(10):2772-8.
   11. Araujo J, Martins A, Leonor I, Pinho ED, Reis R, Neves N. Surface controlled biomimetic coating of polycaprolactone nanofiber meshes to be used as bone extracellular matrix analogues. Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition. 2008;19(10):1261-78.
   12. Lebourg M, Rochina JR, Sousa T, Mano J, Ribelles JLG. Different hyaluronic acid morphology modulates primary articular chondrocyte behavior in hyaluronic acid‐coated polycaprolactone scaffolds. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 2013;101(2):518-27.
   13. Lebourg M, Martínez-Díaz S, García-Giralt N, Torres-Claramunt R, Ribelles JG, Vila-Canet G, et al. Cell-free cartilage engineering approach using hyaluronic acid–polycaprolactone scaffolds: a study in vivo. Journal of biomaterials applications. 2014;28(9):1304-15.
   14. Krithica N, Natarajan V, Madhan B, Sehgal PK, Mandal AB. Type I collagen immobilized poly (caprolactone) nanofibers: Characterization of surface modification and growth of fibroblasts. Advanced Engineering Materials. 2012;14(4):B149-B54.
   15. Croisier F, Atanasova G, Poumay Y, Jérôme C. Polysaccharide‐coated PCL nanofibers for wound dressing applications. Advanced healthcare materials. 2014;3(12):2032-9.
   16. Chen M, Dong M, Havelund R, Regina VR, Meyer RL, Besenbacher F, et al. Thermo-responsive core− sheath electrospun nanofibers from poly (N-isopropylacrylamide)/polycaprolactone blends. Chemistry of Materials. 2010;22(14):4214-21.
   17. Asghari S, Mahmoudifard M. Core‐shell nanofibrous membrane of polycaprolactone‐hyaluronic acid as a promising platform for the efficient capture and release of circulating tumor cells. Polymers for Advanced Technologies. 2021;32(3):1101-13.
   18. Toledo A, Ramalho B, Picciani P, Baptista L, Martinez A, Dias M. Effect of three different amines on the surface properties of electrospun polycaprolactone mats. International Journal of Polymeric Materials and Polymeric Biomaterials. 2021;70(17):1258-70.
   19. Amores de Sousa MC, Rodrigues CA, Ferreira IA, Diogo MM, Linhardt RJ, Cabral J, et al. Functionalization of electrospun nanofibers and fiber alignment enhance neural stem cell proliferation and neuronal differentiation. Frontiers in bioengineering and biotechnology. 2020:1215.