• ورود کاربران دانشگاهی

  • ثبت نام(مطالعه آنلاین پایان نامه ها)

  • سپندا

    کاربر مهمان
    پنجشنبه 2 آذر 1396| 54.146.50.80 :Your IP
    سامانه پایان نامه های دانشگاه اصفهان (سپندا)



    عنوان :
    اصلاح آبدوست سطح ابزار پزشکی به کمک نانوذرات اکسید فلزی
    انتشارات : دانشگاه اصفهان
    سال :1394
    زبان : Persian
    شماره سند : 13858
    موضوع :زیست فناوری گرایش نانوبیوتکنولوژی
    پژوهشگر : فاطمه نوری صفا
    توصیفگر لاتین : surface engineering ? biocompatibility ? TiO2 nanparticles ? biofilm ? polyurethane ? polyethylene glycol
    توصیفگر فارسی : مهندسی سطح ◄ ابرآبدوستی ◄ زیست سازگاری ◄ نانوذرات دی اکسید تیتانیوم ◄ بیوفیلم ◄ پلی اتیلن گلیکول ◄ پلی اورتان
    دانشکده : دانشکده علوم و فن آوری های نوین، گروه بیوتکنولوژی
    مقطع : کارشناسی ارشد

    استاد راهنما : امیر رزمجو چهارمحالی
    استاد مشاور :
    سال دفاع : 1394
    شماره رکورد : 13858
    شماره راهنما : BIOTECH2 118
    فهرست : فهرست مطالب
    عنوان صفحه
    فصل اول: کلیات و پیشینه پژوهش
    1-1-پیشگفتار.............................................................................................................................................................1
    1-2- نانو فناوری 2
    1-3- نانو زیست فناوری 3
    1-4- نانوذرات 3
    1-4-1- خواص نانوذرات 3
    1-4-1-1- خواص مکانیکی نانوذرات 3
    1-4-1-2- خواص شیمیایی نانوذرات 4
    1-4-1-3- خواص نوری نانوذرات 4
    1-4-1-4- خواص مغناطیسی نانوذرات 4
    1-4-1-5- خواص گرمایی نانوذرات 4
    1-5- ارزیابی ایمنی نانوذرات 4
    1-6- شیوه های سنتز نانوذرات 5
    1-6-1- روش سنتز در فاز جامد 5
    1-6-2- روش سنتز در فاز مایع 5
    1-6-3- روش سنتز در فاز گاز 5
    1-6-4- روش سنتز زیستی 6
    1-7- نانوذرات دی اکسید تیتانیوم 6
    1-8- تولید نانوذرات دی اکسید تیتانیوم 8
    1-8-2- روش هیدروترمال 10
    1-8-3- روش مکانوشیمیایی 10
    1-8-4- روش پلاسمای حرارتی با فرکانس رادیویی 11
    1-8-5- روش چگالش بخار شیمیایی (CVC) 11
    1-9-1- جذب پروتئین در سطح 12
    عنوان صفحه
    1-9-2- برهم کنش های باکتری و سطح 13
    1-10- پاسخ زیستی به زیست مواد 14
    1-11- ویژگی های سطح زیست مواد 16
    1-11-1- مورفولوژی سطح 17
    1-11-2- انرژی سطح 17
    1-12- روش های اصلاح سطح 18
    1-12-1- روش های فیزیکی 18
    1-12-1-1-جذب فیزیکی 18
    1-12-1-3- تیمار با پلاسما 20
    1-12-2- روش های شیمیایی 21
    1-12-2-1- اوزونیزاسیون 21
    1-12-2-2- سیلانیزاسیون 21
    1-12-2-3- فلوئوریناسیون 21
    1-12-2-4- گرفتینگ 22
    1-12-3- روش های زیستی 23
    1-13- بهبود خواص زیستی سطح 23
    1-13-1- بهبود خاصیت تر شوندگی سطح 23
    1-13-2- اصلاح سطح زیست مواد جهت بهبود فعالیت ضد باکتریایی سطح 24
    1-13-2-1- پوشش دهی سطح با آنتی بیوتیک ها 24
    1-13-2-2- پوشش دهی سطح با نقره 24
    1-13-2-3- اصلاح سطح با مواد آنتی باکتریال 25
    1-14- ابر آبدوستی 25
    1-15- کاربرد سطوح ابر آبدوست 26
    1-1-15- سطوح با خاصیت ضد مه 26
    1-15-2- سطوح ضد رسوب 26
    عنوان صفحه
    1-15-3- رشد ساختارهای شبه استخوانی 27
    1-15-4- بهبود خواص سطوح زیست مواد پزشکی 27
    1-16- هدف از این پژوهش 28

    فصل دوم: مواد و روش ها
    2-1- مواد مورد استفاده در پژوهش 29
    2-2- دستگاه های مورد استفاده در پژوهش 31
    2-3- تهیه محلول های مورد نیاز 32
    2-3-1- تهیه محلول یدید پتاسیم 32
    2-3-2- تهیه محلول بافر فسفات جهت تنظیم pH 32
    2-3-3- تهیه معرف بردفورد جهت تعیین غلظت پروتئین جذب شده در سطوح 33
    2-4- تهیه محیط کشتهای مورد استفاده در پژوهش 33
    1-2-4- تهیه محیط نوترینت آگار جهت انجام تست بیوفیلم 33
    2-2-4- تهیه محیط نوترینت براث جهت انجام تست بیوفیلم 33
    3-2-4- تهیه محیط کشت مولر هینتون آگار جهت انجام تست آنتی باکتریال 33
    2-5- روش های مورد استفاده در پژوهش 34
    2-5-1- رسم منحنی استاندارد بردفورد 34
    2-5-2- تعیین حضور نانوذرات دی اکسید تیتانیوم به وسیله تست یدید پتاسیم 35
    2-5-3- روش تعیین سمیت MTT 35
    2-6- تولید نانوذرات دی اکسید تیتانیوم 36
    2-7- پوشش دهی سطح 37
    2-7-1- پوشش دهی سطح با کراس لینکر هگزا متیلن دی ایزوسیانات 37
    2-7-2- پوشش دهی سطح با پلی اتیلن گلیکول 38
    2-7-3- پوشش دهی سطح با نانوذرات دی اکسید تیتانیوم 40
    2-8- تعیین خصوصیات سطح و نانوذرات 41
    عنوان صفحه
    2-8-1- تعیین اندازه نانوذرات 41
    2-8-2- تعیین زاویه تماس سطح 41
    2-8-3- تعیین انرژی سطح 41
    2-8-4- تعیین گروههای عاملی سطح 42
    2-8-5- تعیین میزان پوشش موجود در سطح 42
    2-8-6- تعیین مورفولوژی سطح 42
    2-8-7- تایید حضور نانوذرات دی اکسید تیتانیوم در پوشش ایجاد شده روی سطح 43
    2-8-8- بررسی فاز کریستالی نانوذرات سنتز شده 43
    2-9- بررسی پایداری پوشش 43
    2-9-1- تاثیر pH بر پایداری پوشش 43
    2-9-2- تاثیر دما بر پایداری پوشش 43
    2-9-3- تاثیر حمام فراصوت بر پایداری پوشش 43
    2-10- بررسی خاصیت ضد باکتریایی سطح 44
    2-11- بررسی میزان تشکیل بیوفیلم در سطح 45
    2-12- بررسی میزان جذب پروتئین سرم آلبومین گاوی در سطح 46

    فصل سوم: نتایج و بحث
    3-1- تعیین حضور نانوذره به کمک تست KI 47
    3-2- تعیین خصوصیات سطح و نانوذرات 48
    3-2-1- تعیین اندازه نانوذرات 48
    3-2-2- تعیین فاز کریستالی نانوذرات 49
    3-2-4- اندازه گیری انرژی آزاد سطح 51
    3-2-5- تعیین گروه های عاملی در سطح 53
    3-2-6-تعیین میزان پوشش موجود در سطح 55
    3-2-7- مورفولوژی سطح 56
    عنوان صفحه
    3-2-8-تایید حضور نانوذره در پوشش 61
    3-2-9- بررسی پایداری پوشش 62
    3-3-10- بررسی جذب پروتئین در سطح 64
    3-3-11- بررسی تشکیل بیوفیلم در سطح 66
    3-3-12- بررسی خاصیت آنتی باکتریال سطح 68
    3-3-13- بررسی سمیت پوشش 68

    فصل چهارم: نتیجه گیری و پیشنهادات
    4-1- نتیجه گیری 71
    4-2- پیشنهادات 72




    چکیده :
    چکیده امروزه بیشتر مواد پلیمری از جمله پلی¬اورتان، فاقد زیست¬سازگاری لازم در سطح و توده زیست¬ماده جهت استفاده در ابزار¬های پزشکی هستند. اولین بخش زیست¬ماده که با بدن در ارتباط قرار می¬گیرد، سطح آن است و پاسخ اولیه بدن به ویژگی¬های سطح ماده بستگی دارد. عدم زیست¬سازگاری عوارضی -نظیر جذب پروتئین در سطح زیست¬ماده، تشکیل بیوفیلم، فعال شدن سیستم ایمنی و عدم رضایت بیمار را سبب می¬گردد. یکی از رهیافت¬های جلوگیری و تاخیر در تشکیل بیوفیلم اصلاح ساختار و شیمی سطح می¬باشد. از جمله کاربرد¬های فناوری نانو مهندسی سطوح برای دست¬یابی به خواص مطلوب است. این رساله مبتنی بر اصلاح ساختار و شیمی سطح پلیمر پلی¬اورتان به منظور بهبود زیست¬سازگاری و خواص سطح به کمک نانوذرات دی¬اکسید تیتانیوم و پلیمر زیست¬سازگار پلی¬اتیلن گلیکول می¬باشد. در این پژوهش سطح فیلم پلی¬اورتان ساخته شده، با پوشش پلی¬اتیلن گلیکول و نانوذرات دی¬اکسید تیتانیوم پوشش¬دهی گردید. سپس خواص فیزیکوشیمیایی سطوح با روش¬های مختلفی چون میکروسکوپ الکترونی روبشی(FESEM)، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز(FTIR)، زاویه تماس(Contact angle goniometry) و انرژی سطح مشخصه¬یابی گردید. همچنین زیست¬سازگاری سطوح اصلاح شده با تست تعیین سمیت MTT با رده سلول سرطانی دهانه رحم(HeLa)، جذب پروتئین با تست بردفورد مورد بررسی، تشکیل بیوفیلم در سطح با روش میکروتیتر و با باکتری¬های سودوموناس آئروژینوزا، استافیلوکوکوس اپیدرمیس و استافیلوکوکوس اپیدرمیس و خاصیت ضد¬باکتریایی سطح بررسی گردید. نتایج حاصل نشان داد که پوشش¬دهی پلیمر پلی-اورتان با پلی¬اتیلن گلیکول و نانوذرات دی¬اکسید تیتانیوم ساختاری ابرآبدوست، زیست¬سازگار با زبری چندگانه و پایدار ارائه می¬دهد. چنین سطحی جذب پروتئین را به میزان یک هشتم کاهش می¬دهد. نتایج MTT نشان داد که پوشش پلی¬اتیلن گلیکول و نانوذرات دی¬اکسید تیتانیوم اثرات سمی بر سلول¬ها ندارد. همچنین تشکیل بیوفیلم در سطح در 24 ساعت اول به میزان 71% کمتر گردید. علاوه بر این سطوح اصلاح شده با نانوذرات دی¬اکسید تیتانیوم فعالیت ضد¬باکتریایی سطح نشان می¬دهند. واژگان کلیدی: مهندسی سطح، ابرآبدوستی، زیست¬سازگاری، نانوذرات دی¬اکسید تیتانیوم، بیوفیلم، پلی¬اتیلن گلیکول، پلی¬اورتان.

    چکیده انگلیسی :
    Abstract Most polymeric materials such as Polyurethane, have no biocompability in surface or bulk for use in medical devices. The surface of biomaterial is the first part of it which is in contact with body and the initial responses to the biomaterial is related to the surface properties. Lack of biocompability leed to protein adsorption, biofilm formation, immune system activation and compeliance reduction. One of the strategies to prevent and delay in biofilm is surface modification. This thesis is based on restructuring of Polyurethane polymer with polyethylene glycol and TiO2 nanoparticles to achieve the desired propertiessuch as biocompatibility and surface chemistry. In this study, Polyurethane film surface coating was done by polyethylene glycol and TiO2 nanoparticles. Then physiochemical properties of the coating were investigated by various methods such as scanning electron microscopy (FESEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), contact angle (Contact angle goniometry) and the surface free energy measurment. The biocompatibility of modified surface was measured by MTT assay with HeLa cell line, protein adsorption by Bradford assay, and biofilm formation by microtiter method via Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus epidermidis, and antibacterial prperties. The results showed that surface modification of polyurethane polymer via polyethylene glycol and titanium nanoparticles represent superhydrophilic, biocompatible and stable structure with multiple roughness. Such surface reduced protein adsorption to 1/8. MTT assay showed that the coating has no toxic effects on HeLa cells. In addition the biofilm formation in the first 24 hours was lower by 71% and modified surface with TiO2 nanoparticles represent antibacterial activity. Keywords: surface engineering, biocompatibility, TiO2 nanparticles, biofilm, polyurethane, polyethylene glycol.


    کلید واژه ها :
    مهندسی سطح ◄ ابرآبدوستی ◄ زیست سازگاری ◄ نانوذرات دی اکسید تیتانیوم ◄ بیوفیلم ◄ پلی اتیلن گلیکول ◄ پلی اورتان,surface engineering ◄ biocompatibility ◄ TiO2 nanparticles ◄ biofilm ◄ polyurethane ◄ polyethylene glycol

    شهریور ماه 1394
    0

    صفحه اول : University of Isfahan Faculty of Advanced Sciences and Technologies Depaartment of biotechnology M.Sc Thesis Hydrophilic surface modification of medical devices with metal oxide nanoparticle Supervisor: Dr. Amir Razmjou By: Fatemeh Noorisafa September 2015
    فصل اول : 1-28
    فصل دوم : 29-46
    فصل سوم : 47-70
    فصل چهارم : 71-79
    فصل پنجم :
    فصل ششم :