پرينت سه بعدي داربست پلي لاكتيك اسيد- ولاستنيت ( PLA-Wollastonite) براي مهندسي بافت استخوان

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد و متالورژي

كارشناسي ارشد

چكيده: هدف از اين مطالعه، تهيه و مشخصه‌يابي داربست زيست‌فعال و زيست‌تخريب‌پذير كامپوزيتي پلي لاكتيك اسيد/ولاستنيت (PLA-W) است. نانو بيوسراميك ولاستنيت به روش سل-ژل سنتز شد. داربست‌هاي موردمطالعه با 0، 10، 20 و 30 درصد وزني ولاستنيت توسط چاپگر سه‌بعدي ذوبي چاپ سه بعدي شدند. از تكنيك پراش پرتو ايكس (XRD) به‌منظور تأييد حضور فازهاي مطلوب در تركيب پودر و داربست‌ها استفاده شد. به‌منظور بررسي شكل و توزيع تخلخل در داربست‌ها از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) استفاده شد. از آزمون‌ فشار نيز براي ارزيابي خواص مكانيكي داربست‌هاي ساخته شده، استفاده شد. براي بررسي ميزان آب‌دوستي داربست‌ها از دستگاه اندازه‌گيري زاويه تماس با آب استفاده شد. به‌منظور بررسي خواص زيست‌فعالي، داربست‌ها به مدت 1 و 4 هفته در محلول شبيه‌سازي‌شده بدن (SBF)، غوطه‌ور شدند. جوانه‌زني و رشد هيدروكسي آپاتيت بر سطح داربست‌ها توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي بررسي شد. به‌منظور بررسي خواص زيست‌تخريب‌پذيري، داربست‌ها در محلول فسفات بافر سالين (PBS)، مدت 1، 2، 3 و 4هفته غوطه‌ور و تغييرات وزن اندازه‌گيري شد. عدم سميت سلولي داربست‌ها با استفاده از آزمون MTT بررسي شد. براي برسي ميزان زنده ماني سلولها از ازمون رنگ اميزي دپي استفاده شد و با استفاده از تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي مورد مطالعه قرار گرفت. استحكام فشاري داربست‌ها با افزودن ولاستنيت به پلي‌لاكتيك اسيد از MPa 2/3 ± 3/27 به MPa 4/4 ± 1/68 افزايش پيدا كرد. زاويه تماس با آب از o110 در داربست پلي‌لاكتيك اسيد خالص به o83در داربست حاوي 30 درصد وزني ولاستنيت كاهش يافت. شكل‌گيري هيدروكسي آپاتيت بر سطح داربست‌ها، زيست‌فعالي نانوكامپوزيت ساخته شده را تأييد كرد و نتايج نشان داد كه با گذشت زمان، هيدروكسي ‌آپاتيت‌هاي شكل‌گرفته، تكثير و رشد پيدا كردند. غوطه‌وري داربست‌ها در محلول PBS نشان داد كه با افزايش درصد بيوسراميك‌ ولاستنيت در داربست‌هاي تهيه شده، تخريب‌پذيري داربست‌ها افزايش پيدا مي‌كند و اين ميزان تخريب بعد از 28 روز غوطه وري، در نمونه خالص 57/1 درصد و در نمونه حاوي 30 درصد ولاستنيت 87/2 درصد گزارش شد. نتايج آزمون MTT مربوط به كشت سلول‌هاي استئوبلاست MG-63 بر روي داربست‌ها، عدم سميت سلولي را تأييد كرد. لازم بذكر است كه مقادير بالاتر ولاستنيت، امكان پرينت پذيري داربستها و نرخ تخلخل را كاهش داده است بطوري كه اين ميزان تخلخل در نمونه خالص از 44 درصد به40 درصد در نمونه كامپوزيتي حاوي 30 درصد ولاستنيت كاهش يافت.نتايج آزمون‌هاي انجام شده، داربست نانوكامپوزيتي زيست‌تخريب‌پذير و زيست‌فعال پلي ‌لاكتيك ‌اسيد/ولاستنيت با 30 درصد وزني ولاستنيت را به‌عنوان تركيب بهينه معرفي كرد. نتايج اين پژوهش نشان ‌داد كه داربست‌هاي نانوكامپوزيتي زيست‌تخريب‌پذير و زيست‌فعال پلي‌لاكتيك‌اسيد/ولاستنيت، مي‌توانند گزينه مناسبي براي استفاده در مهندسي بافت ‌استخوان باشند.

233310

شناسايي و انتخاب مواد

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان