ساخت كامپوزيت متخلخل نانوهيدروكسي آپاتيت/نايتينول براي كاربردهاي بافت سخت

كارشناسي ارشد

هيدروكسي‬آپاتيت به دليل داشتن خواصي چون؛ زيست‬سازگاري، زيست‬فعالي و توانايي پيوند با استخوان، به منظور ترميم و جايگزيني استخوان مورد توجه قرار گرفته است. اين ماده با وجود داشتن خواص بيولوژيكي منحصر به فرد، خواص مكانيكي مناسبي به منظور كاربرد در زمينه ايمپلنت‬هاي تحت بار از خود نشان نمي‬دهد. اين موضوع باعث تمركز مطالعات در راستاي بهبود خواص مكانيكي اين ماده شده است. يكي از راه‌هاي بهبود خواص مكانيكي هيدروكسي‬آپاتيت به‌عنوان يك بيوسراميك، تهيه مواد كامپوزيتي بر پايه هيدروكسي‬آپاتيت است. براين‬اساس، در اين پژوهش اثر افزودن تقويت‌كننده نايتينول به هيدروكسي آپاتيت با درصدهاي مختلفي از نايتينول به‌عنوان يك نانو كامپوزيت مورد ارزيابي قرار گرفت. نايتينول يك تركيب بين‬فلزي با خواص مكانيكي عالي و زيست سازگاري مناسب است. اين ويژگي‌ها ‬باعث تبديل اين آلياژ به يك آلياژ عالي براي كاربرد ايمپلنت استخواني ‌شده است. اما تابه‌حال مطالعات چنداني در راستاي بررسي اثر افزودن نايتينول به‌عنوان تقويت‌كننده بر خواص مكانيكي هيدروكسي‬آپاتيت انجام‌نشده است. در اين پژوهش نانو كامپوزيت متخلخل هيدروكسي‌آپاتيت تقويت‌شده با 5، 10 و 15 درصد وزني نايتينول به‌صورت موفقيت‌آميزي با روش متالورژي پودر توليد شد. به‌منظور بررسي تحولات فازي رخ‌داده در كامپوزيت پس از زينتر و بررسي سطح مقطع شكست به ترتيب از آناليز XRD، FTIR و SEM استفاده شد. درصد تخلخل و مقدار استحكام فشاري نيز به‌منظور مقايسه با خواص استخوان اندازه‌گيري شد. همچنين به‌منظور بررسي مقدار زيست‬سازگاري كامپوزيت توليدشده آزمون سميت سنجي، آنزيم آلكالين‬فسفاتاز و چسبندگي سلولي انجام شد. بررسي خواص مكانيكي نانو كامپوزيت‬هاي متخلخل توليدشده نشان داد كه؛ افزودن 10% نايتينول باعث افزايش استحكام فشاري ازMPa 46 بهMPa 67/67 در نانو كامپوزيت با 30% تخلخل و ازMPa 67/5 به MPa 33/10 در نانو كامپوزيت‬ با 50% تخلخل شد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني تهيه‌شده از سطح شكست و مسير ترك، ثابت كرد كه اين افزايش استحكام در اين نانو كامپوزيت‌هاي متخلخل به دليل انحراف ترك به‌وسيله ذرات تقويت‌كننده نايتينول است. همچنين بررسي‌هاي سلولي، عدم سميت و چسبندگي سلولي مناسب در نانو كامپوزيت‌هاي متخلخل را تأييد كرد. بر اين اساس، مي‌توان نتيجه گرفت كه داربست نانو كامپوزيتي با 10% وزني نايتينول با داشتن خواص مكانيكي و زيستي بهينه مي‬تواند به‌عنوان يك جايگزين مناسب در كاربردهاي ارتوپدي استفاده شود.

189761

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر شمس الدين ميردامادي

مهندسي پزشكي - بايومواد

دكتر عليرضا خاوندي