ساخت و مشخصه يابي پوشش¬هاي نانوكامپوزيتي سراميك-پليمري حاوي نانوذرات اكسيد روي و داروي دوكسوروبيسين بر داربست Ti6Al4V ساخته شده به روش ساخت افزايشي براي كاربردهاي سرطان استخوان

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد و متالوژي

دكتري

ايمپلنت‌هاي حاوي دارو مي‌توانند نقش مهمي در درمان هدفمند سرطان استخوان، به‌ويژه هنگام برداشت تومورهاي بدخيم، ايفا كنند. هدف از اين پژوهش، ساخت و مشخصه‌يابي پوشش دولايه كلسيم-فسفاتي حاوي نانوذرات اكسيد روي/دوكسوروبيسين در زمينه پليمري كيتوسان، به‌منظور دارورساني هدفمند و كاهش عوارض جانبي با تداوم انتشار موضعي دارو در مجاورت تومور است. در اين راستا، ابتدا پوشش كلسيم-فسفاتي حاوي نانوذرات اكسيد روي به روش اكسيداسيون الكتروليتي پلاسمايي (PEO) بر داربست متخلخل Ti6Al4V ساخته‌شده به روش ساخت افزايشي، در دو سطح تخلخل مختلف اعمال شد. پوشش‌ها با استفاده از الگوي پراش پرتو ايكس، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، زاويه تماس، آزمون پلاريزاسيون پتانسيوديناميك و طيف‌سنجي امپدانس الكتروشيميايي مشخصه‌يابي شدند. همچنين زيست‌فعالي و برهم‌كنش سلول‌هاي MG-63 با پوشش مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه ضخامت پوشش در نمونه با تخلخل كوچك¬تر، تقريباً 8/1 برابر ضخامت پوشش ايجاد شده روي نمونه با تخلخل بزرگتر بود. نانوذرات اكسيد روي در پوشش به طور يكنواخت پراكنده شده و منجر به كاهش رفتار آبدوستي پوشش‌ها شد. علاوه بر اين، هر دو نوع نمونه، با تقويت لايه مانع، رفتار خوردگي طولاني‌مدت زيرلايه را با تأثير برجسته‌تري بر روي نمونه‌هاي با تخلخل كوچكتر، بهبود بخشيدند. به علاوه، پس از 14 روز غوطه‌وري در محلول شبيه‌سازي‌شده بدن، هيچ‌گونه تخريبي در پوشش مشاهده نشد و رسوبات گل‌كلمي‌شكل هيدروكسي‌آپاتيت در سراسر سطح پخش شدند. سلول‌هاي MG-63 در نمونه با تخلخل كوچكتر گستردگي و مورفولوژي بهتري نشان دادند و ميزان زنده‌ماني آن‌ها از 1/4 ± 3/83 (درصد كنترل) در نمونه بدون پوشش به 1/1 ± 9/94 (درصد كنترل) افزايش يافت. در مرحله بعد، پوشش پليمري كيتوسان حاوي دوكسوروبيسين به روش غوطه‌وري اعمال و با استفاده از آناليزهاي مشابه و طيف‌سنجي فروسرخ ارزيابي شد. نتايج نشان داد كه اين لايه به‌خوبي بر پوشش زيرين نشسته و در فرورفتگي‌هاي سطح متمركز شده است و باعث بهبود آبدوستي سطح گرديده است. بررسي رهايش دارو، نشان داد كه، مقدار كل داروي بارگذاري شده در نمونه با تخلخل كوچكتر به علت وجود سطح ويژه بيشتر، مقداري بيشتر از نمونه ديگر و به طور تقريبي 13/0 ميلي¬گرم مي¬باشد. همچنين داروي رهاشده پس از 6 روز در pH خنثي، برابر % 67 مي¬باشد كه اين ميزان با افزايش سايز تخلخل و كاهش pH، افزايش مي¬يابد. زنده ماندن سلول¬هاي MG-63 براي اين نمونه، به 1/1 ± 9/26 (درصد كنترل) كاهش يافت كه نشان‌دهنده اثربخشي بالاي دوكسوروبيسين در القاي پيري و مرگ سلول‌هاي سرطاني است. بنابراين، طبق مشخصه¬يابي¬هاي انجام گرفته، نمونه با تخلخل كوچكتر يك نمونه‌ي بهينه براي كاربردهاي ارتوپدي پس از برداشتن تومور استخوان است.

238298

مهندسي مواد و متالوژي

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان