بررسي پارامترهاي موثر بر ساخت كامپوزيت‌هاي كلسيم فسفات - پليمري به روش ساخت افزايشي

كارشناسي ارشد

امروزه مهم ترين كاربرد چاپگرهاي سه بعدي در علوم پزشكي، ساخت داربست‌هاي مهندسي بافت است. مهندسي بافت دانش بين رشته‌اي است كه توانايي بالقوه براي ترميم يا بازسازي اندام جديد در بدن انسان را فراهم مي‌كند. مهترين عامل كاركرد در مهندسي بافت، داربست‌‌هاي سه ‌بعدي هستند كه به تقليد از ماتريس خارج سلولي (ECM) طبيعي بدن توسط روش‌هاي مختلفي از مواد زيست‌سازگار مختلف شامل پليمرها، سراميك‌ها، فلزات و مواد طبيعي استخراج يافته از بدن توليد مي‌شوند. جديدترين و دقيق‌ترين روش توليد داربست‌هاي مهندسي بافت، چاپگرهاي سه ‌بعدي هستند. چاپگر سه بعدي از فايل ديجيتالي ارائه شده به آن، لايه به لايه نمونه فيزيكي را مي‌سازد و توانايي توليد هر نوع داربست با هر شكل و اندازه را دارد. دقت عالي و سرعت فوق العاده چاپگرهاي سه بعدي، آنها را به محبوب ترين روش توليد داربست هاي مهندسي بافت مبدل كرده است.در تحقيق حاضر، تاثير ماده پلي وينيل پيروليدون بر ساخت داربست‌هاي استخواني كيتوسان-ژلاتين/ هيدروكسي آپاتيت بررسي شده است. در انجام اين تحقيق از روش چاپ سه بعدي روبوكستينگ بر پايه اكستروژن استفاده شده است كه داربست‌ها با هندسه از پيش طراحي شده در دماي 20 درجه سانتيگراد كه به عنوان دماي سل ژل چاپ شدند. درمورد فرايند چاپ سه بعدي پارامترهايي نظير دماي چاپ، سرعت پرشدن و سرعت چاپ بررسي شده است. همچنين رئولوژي كامپوزيت‌هاي هيدروژلي مورد بررسي قرار گرفته است ومشاهده شده است كه تمام كامپوزيت هاي هيدروژلي رفتار نازك شدن برشي كه براي شرط اصلي براي چاپ سه بعدي مبتني بر اكستروژن است را دارا مي‌باشند. پس از فرايند چاپ سه بعدي براي افزايش خواص مكانيكي داربست‌ها از محلول گلوتارآلدهيد 2 درصد استفاده شده است و به دنبال آن براي حذف حلال‌هاي گير افتاده و همچنين كمك به حفظ ساختار، داربست‌هاي چاپ شده تحت عمليات خشك كن انجمادي قرارگرفتند بنابراين يك ساختار متخلخل به دست آمد كه تخلخل‌ها توسط ميكروسكوپ الكتروني عبوري مورد بررسي قرار گرفته و نشان داده شده است كه در محدوده 900-500 ميكرومتر كه تخلخل قابل قبولي براي استخوان اسفنجي است قرار دارند. آزمايش هاي زيستي نيز در اين پروژه مورد بررسي قرار گرفته است از جمله رفتار زيست تخريب پذيري داربست‌ها با قراردادن نمونه‌ها به مدت 28 روز درمحلول بافرفسفات سالين و اندازه گيري تغييرات وزن و pH آن‌ها بررسي شد. ازطرف ديگر زيست فعالي داربست‌ها نيز توسط قراردادن در محلول شبيه ساز بدن بررسي شده و مشاهده شده است كه تمام داربست‌ها توانايي رسوب هيدروكسي‌آپاتيت را دارا مي‌باشند. از طرف ديگر زيست سازگاري داربست‌ها توسط سلول‌هاي پري استئوبلاست M3C3-E1 به مدت 7 روز كشت ارزيابي شد. قابليت زنده ماندن سلول‌ها به روش MTT انجام شد كه مشاهده شده است كه با افزودن ماده پلي وينيل پيروليدون قابليت زنده ماني سلولي تا 5 برابر افزايش يافته است. همچنين نشان داده شده است كه ماده پلي وينيل پيروليدون در رفتار آنتي باكتريال نمونه‌ها نيز موثر بوده است.

208634

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر سيدامير غفاري

مهندسي مواد و متالورژي

دكتر حميدرضا رضايي-دكتر جعفر جوادپور