توسعه داربست نانوبيو كامپوزيت پلي كاپرولاكتون_اكرمانيت با روش پرينت سه بعدي جهت كاربرد در مهندسي بافت استخوان

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

هدف مهندسي بافت دستيابي به عملكرد بيولوژيكي و مكانيكي بهينه براي بازسازي بافت معيوب استخوان است. روش چاپ سه بعدي امكان ايجاد اشكال پيچيده را از طريق فرآيند لايه به لايه فراهم مي كند. در اين راستا، پليمرها به دليل قابليت پردازش و زيست سازگاري عالي، به طور گسترده اي براي ساخت داربست هاي متخلخل سه بعدي مورد استفاده قرار گرفته اند. ادغام بيو سراميك ها در زمينه پليمري به دليل اثر تقويتي و تأثير شگفت‌انگيز آن‌ها بر خواص بيولوژيكي داربست‌هاي متخلخل سه بعدي مبتني بر پليمر، از جمله قابليت زنده‌ماني سلولي، خواص استخوان‌زايي، رگ‌زايي و ضد باكتريايي مفيد است. بنابراين در اين مطالعه ابتدا نانو ذرات بيوسراميك اكرمانيت به روش سل-ژل سنتز شد و هم چنين داربست هاي چاپ سه بعدي پلي كاپرولاكتون حاوي درصد هاي مختلف (0، 15، 30 و 60 درصد وزني) از نانوذرات اكرمانيت به روش ربوكستينگ تهيه شد. به منظور بررسي هاي عنصري و فاز شناسي، گروه هاي عاملي، مورفولوژي و ريزساختاري به ترتيب از پراش پرتوي ايكس، طيف سنجي مادون قرمز و ميكروسكوپ الكتروني روبشي استفاده گرديد. بر اساس نتايج حاصل فاز ناخالص در پودر اكرمانيت سنتز شده وجود ندارد و تمام باندهاي ساختاري مشخصه مربوط به پلي كاپرولاكتون و اكرمانيت نشان داد كه در كامپوزيت پليمري-بيوسراميك به خوبي تركيب شده اند. درصد تخلخل از25/1±81/59 براي داربست پلي كاپرولاكتون خالص به 51/2±17/72 درصد براي داربست پلي كاپرولاكتون- 60 درصد وزني اكرمانيت افزايش يافت. زاويه ي ترشوندگي براي داربست پلي كاپرولاكتون خالص03/1±31/102 درجه و براي داربست پلي كاپرولاكتون-60 درصد وزني اكرمانيت به 84/1±71/65 درجه كاهش يافت وگزارش شد كه افزودن اكرمانيت در زمينه پليمري ترشوندگي داربست را افزايش مي دهد. طبق آزمون خواص مكانيكي افزودن 60 درصد وزني نانوذرات اكرمانيت به داربست پلي كاپرولاكتون منجر به افزايش استحكام فشاري (از27/0±21/6 به37/0±24/28 مگاپاسكال) و استحكام تسليم از(14/0±92/1 به 91/2±27/5 مگاپاسكال) شد و داربست حاوي 60 درصد وزني اكرمانيت به عنوان نمونه ي بهينه انتخاب گرديد. نتايج آزمون تخريب پذيري نمونه هاي داربست كامپوزيتي در محلول بافر فسفات به مدت 28 روز ، افزايش نرخ تخريب پذيري براي داربست هاي حاوي اكرمانيت را نشان داد. تشكيل لايه ي آپاتيت سطحي در محلول شبيه سازي شده بدن در مدت 28 روز غوطه وري تاييد و نشان داده شد كه ميزان رسوبات تشكيل شده با درصد اكرمانيت در زمينه پلي كاپرولاكتون رابطه ي مستقيم دارد. آزمون MTT عدم سميت داربست كامپوزيتي حاوي 60 درصد اكرمانيت را تاييد و چسبندگي سلولي MG63 به ميزان بيشتر براي داربست مذكور نسبت به داربست پلي كاپرولاكتون خالص گزارش شد. طبق نتايج و بررسي هاي انجام شده، داربست چاپ سه بعدي پلي كاپرولاكتون-60 درصد وزني اكرمانيت تهيه شده به روش روبوكستينگ از نظر عملكرد درخواص مكانيكي و بيولوژيكي به عنوان نمونه ي بهينه جهت كاربرد در مهندسي بافت استخواني پيشنهاد شد.

230994

استخراج فلزات

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان