• شماره ركورد
    23800
  • شماره راهنما
    BIO3 195
  • عنوان

    سنتز بيولوژيكي نانوهيدروكسي آپاتيت توسط باكتري¬هاي پروبيوتيك و بررسي تاثير احتمالي آن بر پاسخ¬هاي التهابي

  • مقطع تحصيلي
    دكتري
  • رشته تحصيلي
    ميكروبيولوژي
  • دانشكده
    علوم
  • تاريخ دفاع
    1403/06/06
  • صفحه شمار
    92 ص.
  • استاد راهنما
    رسول روغنيان , گيتي امتيازي
  • استاد مشاور
    اگوژان گوندوز , رسول شفيعي
  • كليدواژه فارسي
    باسيلوس سوبتيليس , باسيلوس كواگولانس , هيدروكسي¬آپاتيت , پروبيوتيك , مهندسي بافت
  • چكيده فارسي
    در سال‌هاي اخير، استفاده از مواد زيستي سنتز شده با روش‌هاي زيستي بيشتر از مواد توليد شده با روش‌هاي شيميايي سنتي مورد توجه قرار گرفته است. اين پژوهش به طور جامع پتانسيل نانو مواد زيستي مشتق شده از پروبيوتيك‌ها، به ويژه باسيلوس سوبتيليس و باسيلوس كواگولانس، را در كاربردهاي مختلف از جمله صنايع غذايي، پزشكي، درمان سرطان، تمايز استخواني سلول‌هاي بنيادي و مهندسي بافت بررسي مي‌كند. تمركز اين تحقيق بر سنتز نانو هيدروكسي آپاتيت از پروبيوتيك‌ها بوده و زيست‌سازگاري و خواص آن با استفاده از تكنيك‌هاي پيشرفته‌اي نظير طيف‌سنجي فروسرخ تبديل فوريه (FTIR)، پراش اشعه ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و طيف‌سنجي انرژي پرتو ايكس (EDX) بررسي شده است. نتايج حاصل از اين تحقيق نشان مي‌دهد كه نانو هيدروكسي آپاتيت به‌طور موفقيت‌آميزي بر روي سطح باكتري‌هاي پروبيوتيك سنتز شده است. تشكيل نانو هيدروكسي آپاتيت در محيط حاوي فسفات كلسيم نامحلول و اوره، به واسطه فعاليت آنزيم‌هاي فسفاتاز و اوره‌آز، تأييد شد. اين نانو مواد زيستي به دليل ساختار مناسب، از جمله نسبت كلسيم به فسفر نزديك به هيدروكسي آپاتيت استوكيومتري، براي كاربردهاي زيست‌پزشكي مانند افزودني‌هاي غذايي ايمن و جايگزين‌هاي هيدروكسي آپاتيت‌هاي سوزني شكل مناسب تشخيص داده شدند. آزمايش‌هاي ضد سرطاني نشان داد كه اين نانو مواد داراي فعاليت ضدسرطاني حدود 61 درصد عليه سلول‌هاي MCF-7 هستند و در عين حال زنده‌ماني سلول‌هاي سالم L-929، PBMC و MG-63 را نيز تضمين مي‌كنند. همچنين نتايج نشان داد كه نانو هيدروكسي آپاتيت سنتز شده باعث افزايش معني‌دار تمايز استخواني در سلول‌هاي بنيادي شده است. اين موضوع از طريق افزايش سطح آلكالين فسفاتاز و كاني‌سازي استخواني، تأييد شد. علاوه بر اين، پژوهش به بررسي تأثير هيدروكسي آپاتيت بر رشد و تمايز سلول‌هاي بنيادي مشتق شده از دندان‌هاي شيري افتاده انسان (SHED) پرداخت. نتايج نشان داد كه پروبيوتيك‌هاي رشد يافته در محيط كشت PVK توانستند تا 33 درصد رشد سلول‌هاي SHED را افزايش دهند و باعث تمايز سلولي به سمت سلول‌هاي استئوبلاست شوند. اين تمايز با تغييرات مورفولوژيكي سلول‌ها و افزايش رسوبات كلسيم داخل سلولي تأييد شد. در بخش نهايي، پژوهش به بررسي توليد داربست‌هاي استخواني با استفاده از فناوري چاپ سه‌بعدي پرداخت كه شامل هيدروكسي آپاتيت سنتز شده از پروبيوتيك‌ها بود. اين داربست‌ها از نظر استحكام مكانيكي و زيست‌سازگاري بهبود يافته‌اند و با داشتن تخلخل مناسب (با اندازه منافذ 675 ميكرومتر) و مقاومت فشاري 10 مگاپاسكال، به عنوان يك گزينه اميدواركننده براي ترميم استخوان‌هاي ترابكولار انسان معرفي شدند. در مجموع، يافته‌هاي اين پژوهش بر پتانسيل بالاي نانو مواد زيستي مشتق شده از پروبيوتيك‌ها براي كاربردهاي وسيع در صنايع غذايي، پزشكي، مهندسي بافت و ترميم استخوان تأكيد دارد. اين مطالعه نشان‌دهنده همگرايي نانوتكنولوژي، ميكروبيولوژي و زيست‌پزشكي در توليد مواد نوآورانه براي استفاده در كاربردهاي متنوع است.
  • كليدواژه لاتين
    Bacillus subtilis , Bacillus coagulans , Hydroxyapatite , Probiotic , Tissue engineering
  • عنوان لاتين
    Biological synthesis of nano hydroxyapatite with probiotics bacteria and investigating its impact on inflammatory responses
  • گروه آموزشي
    زيست شناسي
  • چكيده لاتين
    In recent years, the use of biomaterials synthesized by biological methods has garnered more attention than materials produced by traditional chemical methods. This research comprehensively examines the potential of biological nanomaterials derived from probiotics, particularly Bacillus subtilis and Bacillus coagulans, in various applications, including the food industry, medicine, cancer treatment, bone differentiation of stem cells, and tissue engineering. The focus of this research is on the synthesis of nano-hydroxyapatite from probiotics and its biocompatibility and properties, as eva‎luated using advanced techniques such as Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX). The results of this research show that nano-hydroxyapatite was successfully synthesized on the surface of probiotic bacteria. The formation of nano-hydroxyapatite in the medium containing insoluble calcium phosphate and urea was confirmed by the activity of phosphatase and urease enzymes. These bio-based nanomaterials were found to be suitable for biomedical applications, such as safe food additives and replacements for needle-shaped hydroxyapatites, due to their suitable structure, including a calcium-to-phosphorus ratio close to that of stoichiometric hydroxyapatite. Anticancer experiments demonstrated that these nanomaterials exhibited approximately 61% anticancer activity against MCF-7 cells while also ensuring the survival of healthy L-929, PBMC, and MG-63 cells. Additionally, the results showed that the synthesized nano-hydroxyapatite significantly enhanced bone differentiation in stem cells, as evidenced by the increased levels of alkaline phosphatase and bone mineralization. Furthermore, the research explored the effects of hydroxyapatite on the growth and differentiation of stem cells derived from human deciduous teeth (SHED). The results indicated that probiotics grown in PVK culture medium increased SHED cell growth by 33% and promoted cell differentiation toward osteoblast cells. This differentiation was confirmed by the observed morphological changes in the cells and the increased intracellular calcium deposits. In the final part, the research investigated the production of bone scaffolds using 3D printing technology, incorporating hydroxyapatite synthesized from probiotics. These scaffolds exhibited improved mechanical strength and biocompatibility, with appropriate porosity (with a pore size of 675 μm) and a compressive strength of 10 MPa, making them a promising option for human trabecular bone repair. Overall, the findings of this research highlight the high potential of nano-biomaterials derived from probiotics for diverse applications in the food industry, medicine, tissue engineering, and bone repair. This study demonstrates the convergence of nanotechnology, microbiology, and biomedicine in the production of innovative materials for various applications.
  • تعداد فصل ها
    4
  • فهرست مطالب pdf
    35288
  • نويسنده

    نوري، صابره