کمک فناوری نانو به ایجاد ارزش افزوده در صنعت پنبه استان گلستان

محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر در حین انجام پژوهش‌های مشترک آزمایشگاهی خود با محققان دانشگاه مینه سوتای آمریکا موفق به استخراج نانوبلورهای سلولز از ضایعات پنبه و قرار دادن آن درون نانوالیاف ژلاتین شدند. کاربرد نهایی این ساختار نانوکامپوزیتی افزایش سرعت التیام زخم خواهد بود. لازم به ذکر است گیاه پنبه یکی از اصلی‌ترین محصولات ترکمن‌صحرا محسوب می‌شود که اخیراً تولید آن با کاهش چشمگیری مواجه شده است.

زخم‌ها پدیده‌های دردناک پوستی هستند که از خراشیدن، پاره شدن، بریده شدن و یا سوراخ شدن پوست ناشی می‌شوند. بهبود زخم‌ها بسته به شرایط بدنی و محیطی ممکن است از چند روز تا چند هفته به طول بیانجامد. طولانی شدن فرآیند بهبود زخم می‌تواند منجر به ورود میکروب‌ها به بدن و بروز بیماری‌های گوناگونی شود. در سال‌های اخیر محققان به دنبال تولید نانوساختارهایی برای افزایش سرعت التیام زخم بوده‌اند.

احمد هیوه‏‌چی، دانشجوی مقطع دکتری مهندسی نساجی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، ضایعات پنبه را یک منبع غنی برای استخراج سلولز خواند و افزود: «ترکمن‌صحرا در روزگاران نه‌چندان دور یکی از مهم‌ترین قطب‏‌های تولید پنبه بود تا حدی که از آن به‌عنوان طلای سفید یاد می‌‏کردند. ولی امروزه به دلیل سیاست‏‌های نه‌چندان درست، تمایل به کشت این محصول در منطقه استان گلستان کم شده است.»

وی ادامه داد: «خواص مکانیکی و بیولوژیکی نانوبلورهای سلولز در سال‏‌های اخیر موردتوجه محققان زیادی قرار گرفته است. ولی سؤالی که همچنان به آن پاسخ داده نشده این است که آیا این نانوذرات برای رشد سلول مناسب هستند؟ در این تحقیق نانوبلورهای سلولز استخراج‌شده از ضایعات پنبه ترکمن‌صحرا در بستر نانوالیاف ژلاتین قرار داده شده و توانایی رشد سلول‏‌های فیبروبلاست بر روی آن‌ها بررسی شده است.»

هیوه‌چی در خصوص ضرورت انجام این طرح تصریح کرد: «روش الکتروریسی و تولید نانوالیاف یکی از مهم‌ترین و ساده‌ترین روش‏‌ها برای تولید داربست‏‌های سه‌بعدی ترمیم زخم به شمار می‌رود. خواص مکانیکی نانوالیاف تولیدی یکی از چالش‏‌های مهم در ترمیم زخم و استخوان است. در این مقاله سعی شده از یک نانوذره طبیعی جهت افزایش خواص مکانیکی بدون تغییر در خواص بیولوژیکی نانوالیاف الکتروریسی شده استفاده شود.»

به گفته این محقق در این مقاله از آزمون‌های مختلف میکروسکوپی از جمله میکروسکوپ الکترونی روبشی، عبوری و میکروسکوپ نیروی اتمی و میکروسکوپ فلورسنت، آزمون‌های طیف‌سنجی، آزمون‌های مکانیکی، آزمون‌های تخریب‌پذیری و آزمون‌های زیستی برای بررسی کارایی زخم‌پوش‌های تولیدشده استفاده شده است.

براساس نتایج به‌دست‌آمده از آزمون‌های انجام‌شده می‌توان دریافت که اضافه کردن مقدار ۵ درصد نانوذرات سلولز به نانوالیاف الکتروریسی شده ژلاتین، بهترین شرایط مکانیکی را ایجاد می‏‌کند؛ از سوی دیگر نانوبلورهای سلولز منجر به بهبود خاصیت زیست‌تخریب‌پذیری نیز می‌شود. در نهایت نتایج آزمون‌های رشد و تکثیر سلولی بیانگر این مطلب است که اضافه کردن نانوبلورهای سلولز بر روی داربست ژلاتینی هیچ‌گونه سمیتی را ایجاد نمی‌کند.

این پژوهش حاصل همکاری احمد هیوه‌چی- دانشجوی مقطع دکتری دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دکتر سید هژیر بهرامی- عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و دکتر رونالد سیگل- عضو هیأت علمی دانشگاه مینه سوتای آمریکا است. نتایج این کار در مجله‌ International Journal of Biological Macromolecules با ضریب تاثیر ۳٫۹۰۹ ( جلد ۱۲۴، سال ۲۰۱۹، صفحات ۴۱۱ تا ۴۱۷) به چاپ رسیده است.