ارزيابي خواص مكانيكي، بيولوژيكي و رهايش دارو داربست¬هاي نانوكامپوزيتي Ag-(Mg0.2Ti0.2Zn0.2Cu0.2Fe0.2)3O4/BG/PCL ساخته شده به¬روش چاپ سه¬بعدي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مواد

كارشناسي ارشد

چكيده مهندسي بافت به ترميم و بازسازي بافت‌هاي آسيب‌ديده مانند استخوان و اعصاب، با استفاده از داربست‌هاي زيستي و سلول‌هاي بنيادي مي‌پردازد. داربست‌هاي مهندسي‌شده براي استخوان، محيطي مناسب براي رشد سلول‌ها فراهم مي‌كنند و بايد تخلخل مناسب، خواص مكانيكي مطلوب و قابليت تجزيه زيستي داشته باشند. چاپ سه‌بعدي در اين حوزه امكان توليد داربست‌هايي با ساختار دقيق و پيچيده را فراهم كرده و از طريق كنترل تخلخل و شكل، به بهبود رشد سلولي و بازسازي بافت كمك مي‌كند و بهينه‌سازي درمان‌هاي ترميمي را تسريع مي¬نمايد. در اين پژوهش، داربست‌هاي زيستي با بكارگيري سه جز اصلي با درصدهاي مختلف شامل پلي¬كاپرولاكتون به¬عنوان زمينه پليمري، و شيشه زيستي به¬همراه نانوذرات اكسيد آنتروپي بالا حاوي نقره توليد شده و سپس خواص مكانيكي و زيستي اين داربست¬ها براي كاربردهاي مهندسي بافت استخوان مورد بررسي قرار گرفت. هدف از اين تحقيق ارزيابي تأثير تركيب و درصد اجزاء بر تخلخل، خواص مكانيكي و زيست‌سازگاري داربست‌ها است. بدين¬منظور نانوذرات اكسيد آنتروپي بالا (Mg0.2Ti0.2Zn0.2Cu0.2Fe0.2)3O4 به¬روش آلياژسازي مكانيكي سنتز و نقره در آن دوپ شد، خواص آنتي¬باكتريال نانوپودرهاي ساخته شده بررسي شد و نتايج نشان داد كه حضور نقره باعث ايجاد خاصيت ضدباكتريايي مي¬شود. پس از آن شيشه زيستي با استفاده از سه تركيب كلسيم نيترات تتراهيدرات، دي¬آمونيوم هيدروژن فسفات، و سديم سيليكات محلول، با بكارگيري دستگاه¬هاي آلتراسونيك و سانتريفيوژ توليد شد. سپس داربست¬ها در دو گروه حاوي نقره و بدون نقره، با 20 درصد وزني شيشه زيستي و به¬ترتيب با 60-20، 70-10، و 75-5 درصد وزني پلي¬كاپرولاكتون و اكسيد آنتروپي بالا به¬روش چاپ سه بعدي FDM توليد شدند. بر اساس نتايج به¬دست آمده از آزمون ترشوندگي و خواص مكانيكي، داربست¬هاي شامل 10 درصد اكسيد آنتروپي بالا حاوي نقره و بدون نقره در مقايسه با ديگر داربست¬هاي توليد شده، داراي نتايج بهتري بوده كه به¬عنوان نمونه بهينه انتخاب شدند. پس از ارزيابي درصد تخلخل نمونه¬هاي هر دو گروه داربست، ميزان تخريب¬پذيري آن¬ها به¬مدت 91 روز در محلول سالين فسفات بافر بررسي شد و مشاهده گرديد با افزودن نانوذرات نقره، درصد تخريب¬پذيري داربست افزايش جزيي يافت، و زيست¬فعالي در هر دو نمونه داربست مشاهده شد. چسبندگي سلولي L929 در هر دو داربست بررسي شد و بر اساس نتايج آزمون DAPI، مشاهده شد تراكم سلولي بر¬روي نمونه¬ها وجود دارد. همچنين در هر دو نمونه داربست، عدم سميت سلولي MTTطي 24، 48 و 120 ساعت اثبات گرديد و مشاهده شد در نمونه داراي نقره، زنده‌ماني سلولي بالاتر بوده است كه نشان مي¬دهد در كاشت داربست، خواص آنتي¬باكتريايي نقره موثر است. سپس رهايش دارو با استفاده از دارو ونكومايسين 500، در هر دو نمونه داربست بررسي گرديد كه رهايش تجمعي در هر دو نمونه مناسب و برابر 5/0±95 درصد بود و سرعت رهايش در نمونه داراي نقره پيوسته¬تر و با سرعت يكنواخت¬تر انجام شد. در انتها نيز داربست¬هاي توپر از دو نمونه بهينه تعيين شده، توليد و داروي ونكومايسين بر روي آن¬ها بارگذاري شد و خواص آنتي¬باكتريايي آن¬ها بررسي گرديد، كه نتايج نشان دهنده وجود خواص آنتي¬باكتريايي در دو نمونه به¬ويژه در داربست حاوي نقره، با توجه به قطر ناحيه مهار باكتري، مي¬باشد. براساس نتايج به¬دست آمده در اين پژوهش، استفاده از داربست نانوكامپوزيتي حاوي 70 درصد پلي⁠كاپرولاكتون، 20 درصد شيشه زيستي و 10 درصد اكسيد آنتروپي بالا دوپ شده با نانوذرات نقره (با ساختار ذكر شده در قبل) توليد شده به-روش پرينت سه⁠بعدي FDM، جهت كاربرد در مهندسي بافت استخوان پيشنهاد مي⁠گردد.

232441

شناسايي و انتخاب مواد

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان