ساخت و مشخصه يابي داربست هاي نانو كامپوزيتي سراميك هاي پايه سيليكاتي - بتاتري كلسيم فسفات جهت كاربرد در مهندسي بافت

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مواد

كارشناسي ارشد

چكيده تحقيقات انجام شده نشان داده است كه استخوان يك داربست نانوكامپوزيتي و مجموعه اي ويژه و پيچيده از بافت¬هاي متصل به هم است. لذا جهت ترميم بافت¬هاي استخوان آسيب¬ديده نياز به داربست¬هاي كامپوزيتي زيست¬سازگار و داراي خواص مكانيكي مطلوب مي¬باشد. در بين بيوسراميك¬هاي زيست فعال مورد استفاده در مهندسي بافت، سراميك¬هاي سيليكاتي مانند بغداديت (Bag) و مونتي¬سيليت (Mon) مورد توجه زيادي قرار گرفته¬اند. Bag و Mon داراي خواص مكانيكي و زيست فعالي بالا و نرخ تخريب مناسب مي باشند و محصولات تخريب اين دو سراميك در مايعات فيزيولوژيك، مي-تواند تكثير و تمايز سلول¬هاي استئوبلاست را ترغيب نمايد. بتا¬تري كلسيم فسفات¬ (βTCP) نيز به عنوان يك بيوسراميك زيست¬فعال، از نظر تركيب شيميايي شباهت بسيار زيادي به بخش معدني استخوان داشته و سازگاري زيستي بسيارخوبي از خود نشان مي¬دهد. بنابراين هدف از پژوهش حاضر، تهيه و مشخصه¬يابي داربست¬هاي نانوساختار بغداديت- بتا¬تري¬كلسيم فسفات و مونتي سيليت- بتا تري كلسيم فسفات به روش پرس پودر با عامل فضاساز مي¬باشد. بدين منظور نانوپودر Bag، Mon و βTCP به روش سل- ژل و آلياژسازي مكانيكي تهيه و داربست¬هاي كامپوزيتي با اضافه كردن 25، 50، 75 و 100 درصد وزني βTCP به Bag و Mon ساخته شد. سپس داربست¬هاي توليدي با محلول 10 درصد وزني پلي¬كاپر¬ولاكاتون به منظور بهبود خواص مكانيكي پوشش داده شد. از تكنيك¬هاي مختلفي براي ارزيابي و مشخصه¬يابي محصولات توليدي استفاده شد. از تكنيك پراش پرتو ايكس (XRD) به منظور بررسي ساختار فازي و تأييد حضور فازهاي مطلوب در تركيب بدست آمده استفاده شد. به منظور بررسي مورفولوژي داربست¬ها و توزيع اندازه ذرات و آگلومره¬هاي پودرهاي توليدي از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) استفاده شد. همچنين مورفولوژي و اندازه كريستاليت¬هاي پودرهاي نانوساختار توليد شده به كمك ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) ارزيابي شد. ميزان تخلخل نمونه¬ها به روش ارشميدس اندازه¬گيري شد. به منظور بررسي خواص مكانيكي داربست¬ها، آزمون فشار بر روي نمونه¬هاي استوانه¬اي با سرعت اعمال فشار 5/0 ميلي¬متر بر دقيقه انجام شد. همچنين خواص زيست¬فعالي داربست¬هاي توليد شده با قراردادن در محلول شبيه¬سازي شده بدن (SBF) به مدت سه و چهار هفته ارزيابي شد. طيف سنج مادون قرمز با تبديل فوريه (FTIR) و آناليز عنصري با تفكيك انرژي پرتو ايكس (EDS) براي ارزيابي بنيان¬هاي موجود در سطح نمونه¬هاي غوطه¬ور شده در محلول شبيه سازي شده بدن مورد استفاده قرار گرفت. مورفولوژي و چگونگي رسوبات آپاتيت در سطح نمونه¬ها با روش ميكروسكوپ الكتروني روبشي ارزيابي شد. به منظور بررسي تكثير و چسبندگي سلولي، كشت سلول بر روي داربست¬ها به مدت 1، 7 و 14 روز با استفاده از سلول¬هاي بنيادي انجام گرفت. نتايج به دست آمده نشان داد كه داربست¬هاي توليد شده داراي تخلخل 8/60 تا 6/73 درصد بوده و اعمال پوشش پليمري باعث افزايش خواص مكانيكي آن¬ها شده است. استحكام فشاري به دست آمده از داربست¬ها در محدوده 14/0 تا 6/3 مگاپاسكال مي-باشد كه در محدوده استحكام فشاري استخوان اسفنجي است. نتايج غوطه¬وري در محلول شبيه سازي شده بدن نشان داد كه داربست¬هاي توليدي كاملاً زيست¬فعال بوده و به خوبي قابليت تشكيل آپاتيت را دارند. نتايج آزمون كشت سلولي نيز، تكثير سلولي و چسبندگي بالاي داربست¬ها را تاييد كرد. نتايج حاصل از اين پژوهش حاكي از آن است كه داربست¬هاي نانوساختار بغداديت- بتا¬تري¬كلسيم فسفات و مونتي سيليت- بتا¬تري كلسيم فسفات زيست فعال بوده و مي¬توانند كانديد مناسبي براي ترميم و بازسازي استخوان آسيب ديده در مهندسي بافت باشند.

217922

شناسايي و انتخاب مواد

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان