ساخت و بررسي داربست نانو كامپوزيتي كيتوسان/هيدروكسي آپاتيت/دايوپسايد

كارشناسي ارشد

مهندسي بافت استخوان شامل مباني مهندسي و بيولوژي استخوان است كه از طريق ماتريس¬هاي موقت به نام داربست، بافت استخوان از دست رفته را ترميم مي¬كند. داربست¬ها از مواد متعلق به دسته¬بندي¬هاي مختلف، از جمله پليمرها و سراميك¬ها ساخته مي¬شوند. كيتوسان يك پليمر زيست سازگار و زيست تخريب است كه به طور گسترده به عنوان يكي از مواد سازنده داربست مورد استفاده قرار مي¬گيرد. كامپوزيت¬هايي كه از تركيب پليمرهاي زيست تخريب پذير و سراميك¬هاي زيست فعال از جمله كيتوسان و هيدروكسي آپاتايت ساخته مي¬شوند مواد مطلوبي براي تهيه داربست به شمار مي¬روند، همچنين دايوپسايد عضوي از سيليكات¬هاي زيست فعال است كه زيست سازگاري بالاي آن با بافت ميزبان و استحكام مكانيكي عالي اين ماده باعث شده است كه انتخاب خوبي در مهندسي بافت سخت محسوب شود. در اين مطالعه نمونه هاي كامپوزيتي به‌منظور استفاده در كاربردهاي مهندسي بافت استخوان به روش خشكاندن انجمادي تهيه گرديد، نسبت كيتوسان به هيدروكسي آپاتيت در نمونه ها 4 به 6 و نانو ذرات دايوپسايد در مقادير %5، %10و 15% وزني افزوده شد بدين منظور كيتوسان از پوست ميگو و هيدروكسي آپاتايت از استخوان قلم گوساله استخراج گرديد. همچنين نانو ذرات دايوپسايد با استفاده از روش سل-ژل تهيه شد. در راستاي بررسي اثرات متفاوت هيدروكسي آپاتايت و دايوپسايد درون داربست، هركدام از اين مواد به‌طور جداگانه و همچنين در تركيب با يكديگر به محلول¬هاي پليمري اضافه گرديد. ساختار و تركيب فازي نمونه¬ها به كمك آزمون پراش اشعه ايكس (XRD)، طيف¬سنجي مادون قرمز FTIR))¬ و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مورد مطالعه قرار گرفت، نمونه¬هايي با ساختار متخلخل به¬هم پيوسته و درصد تخلخل 90%-76% توليد شد. خواص مكانيكي نمونه¬ها¬ به كمك آزمون استحكام فشاري مورد بررسي قرار گرفت و نتايج نشان داد كه داربست حاوي %5 وزني دايوپسايد بيشترين استحكام فشاري را داشته و در محدوده استحكام فشاري استخوان اسفنجي قرار دارد و در درصد هاي بالاتر دايوپسايد استحكام فشاري كاهش مي¬يابد. بررسي درصد تغييرات وزني نمونه¬ها و تشكيل آپاتايت در سطح نمونه¬ها بعد از غوطه¬وري در محلول SBF به مدت 4 هفته نشان داد كه افزودن دايوپسايد باعث افزايش زيست فعالي و پايداري داربست كيتوسان/هيدروكسي آپاتيت مي¬شود. به‌منظور بررسي دقيق¬تر زيست سازگاري نمونه¬ها، از آزمون¬هاي سميت سلولي، چسبندگي سلولي و آنزيم آلكالين فسفاتاز استفاده شد. نتايج نشان داد كه افزودن نانو ذرات هيدروكسي آپاتيت و دايوپسايد باعث بهبود چسبندگي سلولي مي-شود، همچنين يون¬هاي آزاد شده از دايوپسايد كه شامل سيليسيم و منيزيم است باعث افزايش تكثير و تمايز سلول¬هاي استئوبلاست مي¬شود.

189774

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي پزشكي

دكتر خاوندي