عنوان
سنتز و مشخصه‌يابي نانوذرات تيتانيت (CaTiSiO5) به منظور كاربرد در داربست‌هاي استخواني كامپوزيتي زمينه پلي‌لاكتيك اسيد ساخته‌شده با روش ساخت افزايشي
نويسنده اصلي
احسان زاده، وحيد
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي مواد
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
تقاضاي باليني براي مواد جايگزين استخوان جهت ترميم نقص‌هاي ناشي از تروما، بيماري يا جراحي، همواره در حال افزايش است. مهندسي بافت استخوان، راهكاري نوين براي پاسخ به اين نياز ارائه مي‌دهد كه در آن داربست‌هاي سه‌بعدي نقشي كليدي ايفا مي‌كنند. در اين پژوهش، يك داربست كامپوزيتي زيست‌فعال نوين بر پايه پلي‌لاكتيك اسيد (PLA) و نانوذرات تيتانيت (CaTiSiO₅) با هدف بهبود خواص بيولوژيكي و مكانيكي PLA طراحي و ساخته شد. ابتدا نانوذرات تيتانيت با روش مكانوشيميايي سنتز و مشخصه‌يابي گرديدند. سپس، داربست‌هاي كامپوزيتي حاوي 0، 10، 20 و 30 درصد وزني تيتانيت با استفاده از فناوري چاپ سه‌بعدي به روش مدل‌سازي رسوب ذوبي (FDM) ساخته شدند. مشخصه‌يابي‌هاي فيزيكي، مكانيكي و زيستي بر روي داربست‌ها انجام گرفت. نتايج نشان داد كه افزودن تيتانيت، آب‌دوستي سطح را به طور قابل توجهي افزايش داده و زاويه تماس آب با سطح ماده از 7/89 درجه براي PLA خالص به 9/68 درجه براي نمونه حاوي 30 درصد وزني تيتانيت كاهش يافت. همچنين مشخص شد كه افزودن تيتانيت منجر به تشكيل يك لايه آپاتيت كربناته شبه استخوان در محلول شبيه‌سازي شده بدن (SBF) مي‌شود كه نشان‌دهنده زيست‌فعالي بالاي كامپوزيت‌ها است. همچنين، حضور تيتانيت نرخ تخريب PLA را تسريع كرده و اثر بافري مهمي در خنثي‌سازي محصولات اسيدي ناشي از تخريب ايفا نمود. از نظر مكانيكي، داربست حاوي 10 درصد وزني تيتانيت (PLA10)، با مدول فشاري 3/449 مگاپاسكال و استحكام فشاري 45/65 مگاپاسكال بهترين عملكرد را نشان داد كه با خواص استخوان اسفنجي مطابقت دارد. آزمون‌هاي سلولي در شرايط آزمايشگاهي (in vitro) با استفاده از رده سلولي MG-63، عدم سميت سلولي و بهبود چشمگير چسبندگي، گسترش و تكثير سلول‌ها را بر روي داربست‌هاي كامپوزيتي، به ويژه نمونه PLA20، در مقايسه با PLA خالص تأييد كرد. در مجموع، داربست كامپوزيتي PLA/20% Titanite به دليل تلفيق بهينه خواص مكانيكي، زيست‌فعالي، نرخ تخريب كنترل‌شده و زيست‌سازگاري عالي، يك كانديداي بسيار اميدواركننده براي كاربردهاي مهندسي بافت استخوان محسوب مي‌شود.
شماره ركورد
235662
گرايش رشته تحصيلي
شناسايي و انتخاب مواد
دانشكده
مهندسي مواد
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان