Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/55816
Title: Effects of chemical crosslinking and hydroxyapatite on the properties of Thai silk fibroin/gelatin scaffolds
Other Titles: ผลของการเชื่อมขวางทางเคมีและไฮดรอกซีอะพาไทต์ต่อสมบัติของโครงเลี้ยงเซลล์ที่เตรียมจากไฟโบรอินไหมไทยและเจลาติน
Authors: Panida Jetbumpenkul
Advisors: Siriporn Damrongsakkul
Other author: Chulalongkorn University. Chemical Engineering
Advisor's Email: siriporn.d@chula.ac.th
Subjects: Crosslinking (Polymerization)
Hydroxyapatite
Silk
Silk -- Thailand
Gelatin
Cell proliferation
การเชื่อมขวาง (โพลิเมอไรเซชัน)
ไฮดรอกซีอะพาไทต์
ไหม
ไหม -- ไทย
เจลาติน
การเพิ่มจำนวนเซลล์
Issue Date: 2009
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: This research aimed to investigate the effects of chemical crosslinking and hydroxyapatite on the properties of Thai silk fibroin/gelatin scaffolds. Crosslinked Thai silk fibroin/gelatin scaffolds were prepared by directly adding EDC/NHS in blended solution and subsequently fabricating via freeze-drying method. The effect of the weight blending ratios of Thai silk fibroin/gelatin was examined. It was found that all Thai silk fibroin/gelatin scaffolds possessed uniform porous structure. Crosslinked Thai silk fibroin/gelatin scaffolds showed lower weight loss (%) and higher compressive modulus than those of non-crosslinked scaffolds. Interestingly, non-crosslinked Thai silk fibroin/gelatin scaffold at the weight blending ratio of 50/50 showed the lowest weight loss (%) with excellent mechanical strength as good as the crosslinked scaffold due to the suitable electrostatic interactions between silk fibroin and gelatin. The results on in vitro biodegradability using collagenase solution revealed that Thai silk fibroin and crosslinking could delay the biodegradability of scaffolds. XRD results proved that all Thai silk fibroin/gelatin scaffolds before and after biodegradation possessed similar amorphous structure. The results on in vitro cell culture using bone marrow-derived stem cells showed that Thai silk fibroin/gelatin scaffolds containing high amount of gelatin were more effective to promote cell proliferation. Furthermore, in the study of the effect of hydroxyapatite adding, Thai silk fibroin/gelatin scaffolds were added with hydroxyapatite using homogenization method. Homogeneous distribution of hydroxyapatite granules in the scaffolds was observed. Homogenized Thai silk fibroin/gelatin scaffolds with and without hydroxyapatite incorporation did not support proliferation. This might be the result of mass transfer limit and the toxicity of chloroform residue in scaffolds. The result of osteogenic differentiation suggested that osteoconductive potential of both scaffolds was similar. However, these should be investigated and clarified in further study to obtain suitable scaffolds for tissue engineering application.
Other Abstract: งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของการเชื่อมขวางทางเคมี และไฮดรอกซีอะพาไทต์ที่มีต่อสมบัติของโครงเลี้ยงเซลล์ผสมระหว่างไฟโบรอินไหมไทยและเจลาตินชนิดเอ โดยการเติมอีดีซี/เอ็นเอชเอสโดยตรงในสารละลายผสมของไฟโบรอินและเจลาติน และนำไปขึ้นรูปโดยวิธีการทำแห้งแข็งด้วยความเย็น ทั้งนี้ได้ทำการศึกษาอิทธิพลของสัดส่วนผสมโดยน้ำหนักระหว่างไฟโบรอินและเจลิติน พบว่าลักษณะสัณฐานของโครงเลี้ยงเซลล์ผสมระหว่างไฟโบรอินไหมไทยและเจลาตินในทุกสัดสว่นผสม ทั้งที่ผ่านและไม่ผ่านการเชื่อมขวางนั้นล้วนแต่มีรูพรุนสม่ำเสมอทั้งสิ้น นอกจากนี้พบว่าโครงเลี้ยงเซลล์ผสมระหว่างไฟโบรอินไหมไทยและเจลาตินที่ผ่านการเชื่อมขวางจะมีค่าน้ำหนักที่หายไปต่ำกว่า และค่ามอดูลัสของการกดสูงกว่าโครงเลี่ยงเซลล์ที่ไม่ผ่านการเชื่อมขวาง เป็นที่น่าสังเกตว่า ในกรณีของโครงเลี้ยงเซลล์ผสมระหว่างไฟโบร อินไหมไทยและเจลาตินที่อัตราส่วน 50/50 โดยน้ำหนัก จะมีค่าน้ำหนักที่หายไปต่ำที่สุด และมีความสามารถในการทนแรงกดได้ดี โดยมีค่าใกล้เคียงกันทั้งในกรณีที่ผ่านและไม่ผ่านการเชื่อมขวาง ทั้งนี้เนื่องมาจากที่สัดส่วนผสมนี้ทำให้เกิดแรงดึงดูดระหว่างประจุของไฟโบรอินและเจลาตินอย่างเหมาะสมนั่นเอง ผลการทดสอบการสลายตัวทางชีวภาพในระดับห้องปฏิบัติการในสารละลายเอนไซม์คอลลาจีนเนสพบว่า ไฟดบรอินและการเชื่อมขวางมีส่วนช่วยยืดระยะเวลาการสลายตัวของโครงเลี้ยงเซลลให้นานยิ่งขึ้น และเมื่อตรวจสอบโครงสร้างด้วยเทคนิคเอ็กซเรย์ดิฟแฟรกชัน พบว่า โครงเลี้ยงเซลล์ผสมระหว่างไฟโบรอินไหมไทยและเจลาตินที่ผ่านและไม่ผ่านการเชื่อมขวาง ทั้งก่อนและหลังการทดสอบการสลายตัวทางชีวภาพนั้น มีโครงสร้างอสัณฐานเหมือนกันทั้งสิ้น ผลการเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดจากไขกระดูกของหนูในระดับห้องปฏิบัติการพบว่า โครงเลี้ยงเซลล์ผสมระหว่างไฟโบรอินไหมไทยและเจลาตินที่มีปริมาณเจลาตินมากกว่าจะมีการเจริญเติบโตของเซลล์ได้ดีกว่า นอกจากนี้ในว่วนของการศึกษาผลของการเติมอนุภาคไฮดรอกซีอะพาไทต์นั้น งานวิจัยนี้ได้เลือกวิะีการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน (Homogenization) ในการขึ้นรูป ซึ่งพบว่ามีการกระจายของไฮดรอกซีอะพาไทต์อย่างสม่ำเสมอภายในโครงเลี้ยงเซลล์ที่เตรียมขึ้น ผลการเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดจากไขกระดูกของหนูในระดับห้องปฏิบัติการพบว่า โครงเลี้ยงเซลล์ผสมระหว่างไฟโบรอินไหมไทยและเจลาติน ทั้งที่เติมและไม่เติมไฮดรอกซีอะพาไทต์ล้วนไม่ส่งเสริมการแบ่งตัวเพิ่มจำนวนของเซลล์ทั้งสิ้น ทั้งนี้อาจเนื่องมาจากข้อจำกัดทางด้านการถ่ายเทมวลสารภายในโครงเลี้ยงเซลล์และความเป็นพิษของคลอโรฟอร์มที่ตกค้างอยู่ภายในโครงเลี้ยงเซลล์ นอกจากนี้ยังพบว่า ความสามารถในการเปลี่ยนแปลงไปเป็นกระดูกของเซลล์บนโครงเลี้ยงเซลล์ทั้งสองนั้นมีความคล้ายคลึงกัน อย่างไรก็ตามในงานวิจัยต่อไปควรมีการศึกษาและพิสูจน์ข้อจำกัดดังกล่าว เพื่อพัฒนาโครงเลี้ยงเซลล์ให้มีความเหมาะสมสำหรับการประยุกต์ใช้งานด้านวิศวกรรมเนื่อเยื่อต่อไป
Description: Thesis (M.Eng.)--Chulalongkorn University, 2009
Degree Name: Master of Engineering
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Chemical Engineering
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/55816
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2009.1581
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2009.1581
Type: Thesis
Appears in Collections:Eng - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
panida_je_front.pdf1.67 MBAdobe PDFView/Open
panida_je_ch1.pdf466.33 kBAdobe PDFView/Open
panida_je_ch2.pdf3.03 MBAdobe PDFView/Open
panida_je_ch3.pdf1.3 MBAdobe PDFView/Open
panida_je_ch4.pdf3.5 MBAdobe PDFView/Open
panida_je_ch5.pdf450.6 kBAdobe PDFView/Open
panida_je_back.pdf1.75 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.