ساخت و ارزيابي داربست نانوكامپوزيتي پلي¬كاپرولاكتون-نانوبيوسراميك بغداديت به روش پرينت سه بعدي براي مهندسي بافت استخوان

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

چكيده در مهندسي بافت استخوان مبتني بر داربست، داربست با كارايي بالا زيربناي موفقيت يك استراتژي مهندسي بافت استخوان است و يك جهت اصلي در اين زمينه توليد داربست مهندسي بافت استخوان با شكل مطلوب، ويژگي¬هاي ساختاري، فيزيكي، شيميايي و بيولوژيكي براي بازسازي بافت¬هاي پيچيده استخواني است و تكنولوژي پرينت سه¬بعدي مي¬تواند داربست¬هاي سفارشي سازي شده را توليد كند. داربست متخلخل سه¬بعدي، نقش اساسي را بعنوان الگوهايي براي هدايت تشكيل بافت جديد ايفا مي¬كنند. هدف از اين پژوهش ساخت و ارزيابي داربست نانوكامپوزيتي پلي¬كاپرولاكتون-بغداديت(PCL/BAG) به روش لايه¬نشاني مذاب(FDM) توسط پرينتر سه¬بعدي است. بغداديت(Ca3ZrSi2O9) با خواص زيست¬فعالي و زيست¬سازگاري بالا، اما داراي خاصيتي ترد و شكننده و تجزيه¬پذيري بالا مي¬باشد. در اين مطالعه داربست پلي¬كاپرولاكتوني توسط بغداديت تقويت شده تا محدوديت¬هاي پلي كاپرولاكتون تعديل يابد. ابتدا سراميك زيست¬فعال بغداديت به روش فعال¬سازي مكانيكي، سنتز و خواص آن با آزمون پراش پرتو ايكس(XRD) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني(FESEM) بررسي شد. نتايج آزمون پراكندگي نور ديناميكي(DLS) نشان داد كه بغداديت داراي ساختار نانو و ميانگين اندازه ذرات در محدوده 49 نانومتر قرار دارد. تصوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي از نانو¬ذرات بغداديت نشان داد كه ذرات بصورت آگلومره و اندازه ذرات در ابعاد نانو حدودا كروي مي¬باشد. داربست¬هاي كامپوزيتي با ساختار شبكه¬اي متخلخل با درصدهاي وزني 0، 15 و 30 به روش پرينت سه بعدي (لايه¬نشاني مذابFDM) ساخته شدند. خواص مكانيكي و بيولوژيكي با استفاده از آزمون فشار و غوطه¬وري در مايع شبيه¬سازي¬ شده بدن(SBF) مورد بررسي قرار گرفت. پس از غوطه¬وري در مايع شبيه¬سازي شده بدن مشخص شد كه با افزايش مقدار نانوذرات بغداديت در داربست قابليت رسوب هيدروكسي¬آپاتيت در سطح افزايش يافت. نمونه¬ها با استفاده از ميكروسكوپ الكترون روبشي(SEM) و براي ارزيابي مورفولوژي و فاز نمونه¬هاي ساخته شده از آزمون پراش پرتو ¬ايكس(XRD) استفاده گرديد. پس از غوطه¬وري در محلول بافرفسفات(PBS) به مدت 4 هفته پلي¬كاپرولاكتون خالص با 3/12% كمترين و داربست 30 درصد وزني بغداديت با 5/21% بيشترين تخريب را داشته است. تصاوير ميكروسكوپ فلورسنت نشان مي¬دهد كه با افزودن نانوذره در كامپوزيت تعداد سلول¬هاي زنده بيشتري در سطح قابل مشاهده هستند و همچنين آزمون MTS، غيرسمي بودن داربست پرينت شده را تاييد كرد. در نهايت اين تحقيق نشان مي¬دهد كه داربست پلي¬كاپرولاكتون با غلظت بهينه 30 درصد وزني بغداديت كاربرد بالقوه اي در مهندسي بافت استخوان مي تواند داشته باشد.

216074

شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان

محمد خدائي