توليد نانوداربست آلومینا با مقاومت بافت استخوانی انسان در کشور

ايران اكونوميست :محققان دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران موفق به تولید داربست آلومینا با پوشش‌هایی از جنس لایه ‏نانوکامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت- پلی کاپرولاکتن فومارات شدند.

کد خبر: ۱۶۱۴۴

تاریخ: ۰۵ اسفند ۱۳۹۱ - ۱۲:۰۳

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، این داربست که با استفاده از روش تکثیر از فوم تهیه ‏شد، متشکل از منافذ ماکروی به هم پیوسته و با توزیع همگن بوده و خواص مکانیکی مناسبی دارد.‏

در طول دهه گذشته، استفاده از بیوسرامیک‌های متخلخل در درمان استخوان‌های آسیب دیده توجه زیادی را به خود ‏جلب کرده است. تخلخل‌های موجود در داربست بیوسرامیک یک محیط سه بعدی برای رشد بافت جدید ارائه می‌دهد؛ در ‏نتیجه محیط‌ های کشت سلولی می‌تواند از طریق منافذ باز به آسانی در دسترس قرار گیرد.‏

داربست‌های مورد استفاده در بازسازی استخوان باید از ساختار و خواص ماتریس استخوان خارج سلولی تقلید کنند. از ‏آنجا که استخوان متشکل از کامپوزیت متخلخل فازهای نفوذی کلاژن و هیدروکسی آپاتیت است، بنابراین داربست ‏بازسازی استخوان نیز به طور مشابه باید ساخته شده از کامپوزیت‌هایی با تخلخل‌های سرامیکی و فازهای پلیمری باشد. از ‏طرفی فازهای پلیمری می‌توانند درز‌های بیوسرامیک را پرکنند و در نتیجه تردی داربست شکننده سرامیکی با پوشش ‏لایه‌های پلیمری بهبود می‌یابد.

‏

مشکل هیدروکسی آپاتیت و سایر فسفات کلسیم، خواص مکانیکی ضعیف آن‌ها از قبیل مقاومت کم و شکنندگی ‏بالاست. اما آلومینا به دلیل زیست سازگاری قابل قبول و خواص مکانیکی مطلوب‌تر، از مواد مناسب برای این کاربرد ‏است.‏

از این رو پژوهشگران این طرح، به تولید داربست آلومینا به کمک فناوری متداول تکثیر فوم پرداختند. با توجه به نتایج ‏حاصل شده، مقاومت مکانیکی داربست تولیدی مشابه بافت استخوانی انسان است.‏

آنها نانو پودر هیدروکسی آپاتیت را به روش سل ژل سنتز کرده و اندازه ذرات را به‌ وسیله‌ی آنالیز پراش اشعه ‏X‏ ‏‏(‏XRD‏)، میکروسکوپ الکترونی (‏SEM‏) و میکروسکوپ انتقال الکترونی (‏TEM‏) مورد بررسی قرار دادند. نتایج ‏آنالیزها تأیید‌کننده‌ی نانو بودن محدوده اندازه ذرات بود. همچنین پلی-کاپرولاکتان فومارات را نیز سنتز کرده و به‌ وسیله‌ی ‏طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (‏FTIR‏) و کالریمتر روبشی تفاضلی (‏DSC‏) مورد مطالعه قرار دادند.

به منظور ایجاد پیوند شیمیایی بین داربست آلومینا و پوشش، یک عامل جفت‌کننده سیلان مورد استفاده قرار گرفت. ‏فرآیند پوشش با غوطه‌ورسازی داربست در محلول‌هایی با درصد‌های مختلف نانو هیدروکسی آپاتیت انجام شد. مورفولوژی ‏و ساختار شیمیایی داربست‌های پوشش داده شده به‌ وسیله‌ی آنالیزهای ‏SEM‏ و ‏FTIR‏ مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر ‏SEM‏ نشان داد که داربست از منافذ به هم پیوسته و با توزیع یکنواخت تشکیل شده بود. همچنین، توزیع هیدروکسی ‏آپاتیت و تجمع آن در سطح داربست با افزایش درصد نانو هیدروکسی آپاتیت در پوشش افزایش یافت.‏

در بخش دیگر این پژوهش، داربست‌ها در شرایط آزمایشگاهی و درون بدنی حیوانی مورد بررسی قرار گرفت و نتایج ‏نشان داد که این نمونه‌ها می‌توانند در تسریع ترمیم بافت استخوان‌های آسیب‌دیده نقش بسیار موثری را ایفا کنند.

‏

نتایج بخشی از پروژه دکترای صدیقه جوقه دوست در مجله ‏"Ceramics International‏" (جلد 39، شماره ‏‏1، ژانویه سال 2013) به چاپ رسیده است.