بهبود خواص مکانیکی داربست‌های استخوان

پژوهشگران دانشگاهی موفق به بهبود خواص مکانیکی داربست‌های استخوانی شدند

پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر با افزودن یک جزء پلیمری به داربست‌های نانوکامپوزیتی، موفق به بهبود خواص مکانیکی زمینه‌ی پلیمری و کاهش نرخ تخریب این داربست‌ها شدند.

به گزارش سرویس پژوهشی ایسنا، مهندس آژنگ حمله‌خوان، کارشناس ارشد رشته‌ی مهندسی پزشکی گرایش بیو مواد گفت: امروزه استفاده از مواد تخریب‌پذیر و زیست‌سازگار، جایگزین روش‌های نخستین معالجه‌ استخوان، مثل ایمپلنت‌های دایمی شده‌ است. بدین ترتیب مبحث جدید "مهندسی بافت استخوان" مطرح شده که به کمک فناوری نانو، امکان نزدیک شدن به ساختار طبیعی استخوان را فراهم کرده ‌است.....

وی افزود: در این راستا، پژوهشی را با هدف افزودن جزء سوم پلی‌کپرولاکتون به نانوکامپوزیت دو جزئی ژلاتین و هیدروکسی آپاتیت (نوعی داربست استخوانی)، برای بهبود خواص مکانیکی زمینه‌ی پلیمری و کاهش نرخ تخریب آن انجام دادیم تا خواصی نزدیک‌تر به استخوان طبیعی به‌دست آوریم.

حمله‌خوان، در مورد روش به‌کار رفته برای تهیه‌ی داربست مورد نظر گفت: روش‌های متعددی برای مخلوط کردن دو پلیمر و ساخت داربست بررسی و سرانجام، روش ترکیبی "ریختگری و فریز درای" برای ساخت نانوکامپوزیت لایه‌ای برای بررسی‌های بیشتر انتخاب شد. در این روش، لایه‌های ژلاتین و پلی‌کپرولاکتون روی هم چیده می‌شوند.

وی در ادامه، گفت: نانوذرات هیدروکسی آپاتیت، را به روش ترسیبی سنتز و با محلول آبی ژلاتین 10 درصد مخلوط کردیم. پس از ژله‌ای شدن این لایه در دمای محیط، یک لایه پلی‌کپرولاکتون را به وسیله‌ی استون (به عنوان حلال) روی آن ریختگری کردیم. چیدن لایه‌ها به همین صورت، تکرار شدند. پس از انجماد نمونه‌ها، در لایه‌های ژلاتینی به کمک فرایند فریز درای، تخلخل به وجود آوردیم».

به گفته این پژوهشگر، پس از تبخیر استون، لایه‌های پلی‌کپرولاکتون، حاوی حفراتی در حد ماکرو و همچنین در حد میکرو هستند. به‌طوری‌که حفرات ماکروسکوپی، امکان اتصال دو لایه‌ی ژلاتینی مجاور را فراهم می‌کند. بنابراین ژلاتین به صورت یکپارچه در سراسر ساختار حضور دارد و لایه‌های پلی‌کپرولاکتون بین لایه‌های ژلاتین به دام افتاده‌اند.

نتایج آزمون فشاری نشان می‌دهد که با افزایش میزان پلی‌کپرولاکتون، خواص مکانیکی نانوکامپوزیت، بهبود می‌یابد و خواصی در حد استخوان اسفنجی به دست می‌آید.

این داربست ساخته شده، می‌تواند با یک عمل جراحی، جایگزین بافت آسیب‌دیده‌ی استخوان شود.

جزئیات این طرح -که در قالب پایان‌نامه‌ی کارشناسی ارشد آژنگ حمله‌خوان در دانشگاه صنعتی امیرکبیر با راهنمایی دکتر شهریار امامی انجام شده‌ است- در مجله‌یAdvanced Composite Letters (جلد 19، صفحات 130-123، سال 2010) منتشر شده ‌است.