چاپ سه‌بعدي و ارزيابي خواص داربست كامپوزيتي پلي‌كاپرولاكتون/ نانو ذرات نيتريد سيلسيوم به منظور ترميم بافت استخوان

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد و متالورژي

كارشناسي ارشد

مهندسي بافت علم طراحي و توليد بافت‌هاي جديد براي ترميم اندام‌هاي آسيب‌ديده و جايگزين قسمت‌هاي از دست رفته به علت عوامل مختلف است. يكي از حوزه‌هاي مهم اين علم، طراحي و ساخت داربست‌هاي زيستي مي‌باشد كه در ترميم نواحي آسيب ديده استخوان به‌كار مي‌روند. در اين پژوهش، داربست‌هاي كامپوزيتي مبتني بر پلي‌كاپرولاكتون با مقادير مختلف نانوذرات سيليكون نيتريد (0، 1، 3، 5 و 7 درصد وزني) با استفاده از روش پرينت سه‌بعدي ذوبي توليد شدند. به‌منظور بررسي ويژگي‌هاي ريزساختاري، عنصري، فازي و شيميايي اين داربست‌ها، از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، طيف‌سنجي پراش انرژي پرتو ايكس (EDX)، پراش پرتو ايكس (XRD) و طيف‌سنجي مادون قرمز با تبديل فوريه (FTIR) استفاده شد. نتايج نشان داد كه با افزايش درصد سيليكون نيتريد در داربست‌هاي كامپوزيتي، زبري سطح افزايش يافت و باعث بهبود زاويه تماس قطره آب (ترشوندگي) شد؛ به‌طوري‌كه از 92 درجه در پلي‌كاپرولاكتون خالص به 61 درجه در نمونه حاوي 7 درصد وزني سيليكون نيتريد رسيد. همچنين، آزمايش خواص مكانيكي مشخص كرد كه افزودن 5 درصد وزني سيليكون نيتريد موجب افزايش استحكام فشاري (از 0.12±6.5 به 0.14±7.7)، مدول الاستيك (از 1.3±12.8 به 2.63±22.71) و چقرمگي (از 0.02±0.195 به0.04±0.516) شد و نمونه حاوي 5 درصد وزني سيليكون نيتريد به‌عنوان نمونه بهينه شناخته شد. تخريب‌پذيري داربست‌ها در محلول بافر فسفات سالين به مدت 28 روز بررسي شد و نتايج نشان داد كه با افزايش درصد سيليكون نيتريد، نرخ تخريب‌پذيري افزايش مي‌يابد. علاوه بر اين، تشكيل لايه آپاتيتي در محلول شبيه‌ساز بدن در طول 21 روز غوطه‌وري تأييد شد. نتايج نشان داد كه رسوبات آپاتيتي با افزايش درصد سيليكون نيتريد در كامپوزيت، به‌صورت متراكم‌تري روي سطح داربست تشكيل مي‌شوند. آزمون سميت سلولي نيز نشان داد كه داربست‌هاي پرينت‌شده غيرسمي بوده و چسبندگي سلول‌هاي MG63 به‌ويژه در نمونه حاوي 5 درصد وزني سيليكون نيتريد به‌طور چشمگيري بهبود يافته است. از سوي ديگر در نمونه حاوي 5 درصد وزني سيليكون‌نيتريد خاصيت آنتي‌باكتريال نسبت به پلي‌كاپرولاكتون خالص، افزايش يافت. اين يافته‌ها نشان‌دهنده برهمكنش مثبت اين داربست‌ها با سلول‌هاي استخواني و پتانسيل بالاي آن‌ها براي كاربرد در ترميم بافت استخوان است.

234603

شناسايي و انتخاب مواد

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان