حمید اصفهانی

درمان بیماران سرطانی به کمک روش درمانی هایپرترمیا یک روش موثر است. اخیراْ تلاش‌های بسیاری بر بهبود خواص مطلوب مواد گرماده این روش گزارش شده است. این پژوهش به ساخت داربست نانوساختار با خواص فروالکتریک و فرومغناطیس با بهره‌گیری از مواد سرامیکی و پلیمری برای درمان هایپرترمیا می‌پردازد. داربست به‌روش الکتروریسی و با زمینه فروالکتریک پلی (وینیلیدین فلوراید) ( PVDF) و نانوذرات مغناطیس اکسید فریت کبالت(CoFe_2 O_4;CFO) به صورت درجا در الیاف سنتز شدند. این پژوهش در سه فاز انجام شد؛ ۱- بهینه سازی فرایند الکتروریسی برای تولید داربست هیبریدی، ۲- بهینه سازی مقدار وزنی CFO (کسر درصد وزنی X) در داربست برای مطلوب ترین خواص هایپرترمیا و ۳- توازی سازی الیاف با نمونه بهینه برای بهبود رفتار هایپرترمیا. در فاز نخست مقدار ۱5 درصد وزنی PVDF و شرایط الکتروریسی kV ۲5 ، cm ۱0 و ml/h ۱ برای رسیدن به 80% فاز فروالکتریک بتا(β) بهینه شد. در فاز دوم مقدار X از 0 تا ۱0 در الیاف تغییر کرد و ریزساختار، مورفولوژی، خواص دی‌الکتریک، مغناطیس و پیزوالکتریک مورد بررسی قرارگرفت. تشکیل CFO به صورت درجا به کمک طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS) و پراش پرتو ایکس (XRD) بررسی و تایید شد. نتایج نشان داد ذرات CFO در درون و محل تقاطع الیاف قرارگرفتند) 2<X<0 (در حالی‌که به صورت آگلومره متصل به الیاف بزرگ‌تر تشکیل شدند) 10<X<2(. بیشینه مقدار فاز β برای داربست با X برابر ۱ به‌دست آمد که دارای مقداری برابر 7۳5/ 0 و 960/ 0 به ترتیب محاسبه شده از روش XRD و طیف سنجی مادون قرمز فوریه (FTIR) بود. خواص دی‌الکتریک، مغناطیس و پیزوالکتریک داربست با تشکیل درجا CFO افزایش یافت. بیشینه مقدار وادارنگی میدان مغناطیس و حساسیت پیزوالکتریک برای داربست با X برابر ۱ به‌دست آمد. بررسی آزمون‌های برون تنی (In-vitro) خون‌سازگاری و آنتی‌اکسیدانت نشان داد که مطلوب ترین رفتار برای داربست با X برابر ۱ است. با بررسی تغییرات دمای داربست‌ها در میدان مغنطیسی متناوب (AMF) مشخص شد که کلیه داربست‌های حاوی CFO رفتار هایپرترمیا دارند، اما بیشینه مقدار نرخ جذب ویژه (SAR) برابر W/g ۳7-44 و افت ذاتی توان ( ILP ) برابر nH.m²/kg 8 - 9 برای داربست با X برابر ۱ و ۲ به‌دست آمد. در فاز نهایی پژوهش، داربست با 1= Xبه عنوان نمونه بهینه در مقایسه با نمونه داربست (PVDF ) با 0=X مجدد با الکتروریسی روی جمع‌کننده دوار (سرعت های rpm ،۱800 ۳600 و 6000) سنتز شدند. ریزساختار، فاز شناسی و خواص دی‌الکتریک، مغناطیس و پیزوالکتریک داربست‌ها ارزیابی شد. نتایج نشان داد که بیشنه توازی شدن الیاف و کاهش قطر الیاف nm) ۱40-۱۲0 (در سرعت rpm 6000 حاصل شد. هم‌چنین مشخص شد بیشنه فاز β (برابر 980/0) برای داربست با X برابر ۱ در سرعت rpm 6000 به‌دست آمد. ضریب دی‌الکتریک، خواص مغناطیسی و حساسیت پیزوالکتریک نیز برای هر دو داربست (۱ و 0 =X ) با افزایش سرعت جمع کننده (توازی شدن الیاف) بیشتر شد. در نهایت بیشینه خواص هایپرترمیا در داربست با 1=X در سرعت rpm 6000 مشاهده شد. هم‌چنین در بخش تست سمیت سلولی، مشخص گردید که در سلول نرمال، هر دو داربست (۱ و 0 =X ) در مدت زمان 24 و 48 ساعت رشد سلول‌ها را نشان دادند که نشان از زیست‌سازگار بودن داربست‌ها می‌باشد و در سلول سرطانی داربست (0 =X ) هم‌چنان رشد سلول را پس از 24 و 48 ساعت نشان داد که نشان از عدم توانایی داربست در از بین بردن سلول سرطانی است اما در داربست (۱ =X ) پس از 24 ساعت و 48 ساعت کاهش معنادار رشد سلول سرطانی نشان داده شد که نشان از توانایی این داربست در از بین بردن سلول سرطانی و مناسب کاربرد هایپرترمیاست. یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد که با کنترل تشکیل CFO در محل در داربست الکتروریسی PVDF، فرایند درمانی ریشه‌کنی سلول‌های سرطانی را می‌توان با حداقل دوز کامپوزیت مغناطیسی فروالکتریک-فرومغناطیسی انجام داد.