داربست کامپوزیتی پلیکاپرولاکتون- هیدروکسی آپاتیت: بررسی تاثیر درصد ذرات هیدروکسی آپاتیت و مقایسه ذرات با سایز نانومتری و میکرومتری و اثر آنها بر خواص مکانیکی و زیستتخریبپذیری داربست
محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوینمهدیه مظفری 1 , نرگس جوهری 2 , محمد حسین فتحی 3
1 - دانشجوی کارشناسی ارشدمهندسی مواد، دانشگاه یزد.
2 - دانشجوی دکترای مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی شریف.
3 - عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان.
کلید واژه: مهندسی بافت, هیدروکسی آپاتیت, پلیکاپرولاکتون, داربست کامپوزیتی, زیست‌تخریب پذیری,
چکیده مقاله :
در این پژوهش، تاثیر اندازه ذرات هیدروکسی آپاتیت بر خواص مکانیکی و زیست تخریب پذیری داربست کامپوزیتی پلیکاپرولاکتون/هیدروکسی آپاتیت انجام شد. داربستهای کامپوزیتی با استفاده از دو نوع پودر هیدروکسی آپاتیت نانومتری (تهیه شده به روش سل - ژل) و میکرومتری تجاری،به روش لیچینگ ذرهای تهیه شدند. سه مقدار متفاوت برابر 5، 10 و 15 درصد وزنی از پودر هیدروکسی آپاتیت نانومتری و میکرومتری برای تهیه داربست به پلیکاپرولاکتون اضافه شد. شناسایی ساختار فازی با روش پراش پرتو ایکس (XRD)، مطالعه ریخت شناسی با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، شناسایی گروههای عاملی با طیفسنجی فروسرخ با تبدیل فوریه (FTIR) انجام گرفت. همچنین، رفتار زیستتخریبپذیری داربست با قرار دادن نمونهها به مدت 30 روز در محلول فسفات بافر سالین (PBS) و اندازهگیری تغییرات وزن و pHآنها بررسی شد. خواص مکانیکی داربستها نیز با استفاده از دستگاه آزمون استحکام فشاری مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که داربستهای تهیه شده با پودر نانومتری دارای استحکام فشاری بیشتری در مقایسه با داربستهای تهیه شده با پودر میکرومتری بود. با افزایش درصد تقویتکننده بیش از 10 درصد وزنی، استحکام فشاری کاهش یافت. با افزایش مقدار هیدروکسی آپاتیت و گذشت زمان، مقدار تخریب داربست ها افزایش یافت و نرخ تخرب پذیری داربستهای تهیه شده با پودر نانومتری بهتر از داربستهای تهیه شده با پودر میکرومتری بود
1- M.H. Fathi, and A. Hanifi, "Evaluation and Characterization of Nanostructure Hydroxyapatite Powder Prepared by Simple Sol–Gel Method", Materials Letters. 61, pp: 3978–3983, 2007
2- M.H. Fathi, A. Hanifi, and V. Mortazavi, “Preparation and Bioactivity Evaluation of Bone-Like Hydroxyapatite Nanopowder”, Journal of Materials Processing Technology. 202, pp: 536–542, 2008.
3- W. Suchanek, M. Yoshimura, and J. Mater. Res. 13 (1998) 94–117.
4- M. Mazrooei., M. Sebdani,and M.H.Fathi., “Novelhydroxyapatite–Forsterite–Bioglass Nanocomposite Coatings with Improved Mechanical Properties” Journal of Alloys and Compounds, Volume 509, Issue 5, 3 February 2011, Pages 2273-2276.
5- N. Johari, M.H. Fathi, M.A. Golozar, "Fabrication Characterization and Evaluation of the Mechanical Properties of Poly (E-Caprolactone)/Nano-Fluoridated Hydroxyapatite Scaffoldfor Bone Tissue Engineering", Composites: Part B. 43, pp: 1671–1675, 2012.
6- ناصری، ا.، حافظی، ف.، "طراحی و ساخت نانوکامپوزیت های شیشه ای زیست تخریب پذیر با قابلیت کاربری در مهندسی بافت استخوان"، مجله علمی پژوهشی مواد نوین، دوره 4، شماره 14، صفحه 11-30، زمستان 1392.
7- E. Ghassemieh, “Morphology and Compression Behavior of Biodegradable Scaffolds Produced by the Sintering Process”, J Eng Med. 222, pp:1247–1262, 2008.
8- Soamasundran, P., "Zeta Potantial Of Apatite In Aqueous Solution And Its Change During Equilibrium", J. Colloid. Interface. Sci. 27, pp: 659-666, 1968.
9- R. Cristescu, A. Doraiswamy, G. Socol, S. Grigorescu, E. Axente, and D. Mihaiescu, “Polycaprolactone Biopolymer Thin Films Obtained by Matrix Assisted Pulsed Laser evaporation”, Appl Surf Sci. 253, pp:6476–6479, 2007.
10- F.Yang, S.K. Both, and X. Yang, , Walboomers, X.F., Jansen, J.A., “Development of an Electrospun Nano-Apatite/PCL Composite Membrane for GTR/GBR Application”, Acta Biomater. 5,pp: 3295–3304, 2009.
11- M.H. Fathi, and E. Mohammadi Zahrani, “Fabrication and Characterization Fluoridated hydroxyapatite Nanopowders Via Mechanical Alloying”, J Alloys Compd. pp: 475:408–414, 2009.
12- M. Diba, M. Kharaziha, M.H. Fathi, and A. Samadikuchaksaraei, "Preparation and Characterization of Polycaprolactone /Forsterite Nanocomposite Porous Scaffolds Designed for Bbone Tissue Regeneration", Composites Science and Technology, Vol. 72, Pages 716-723, 2012.
13- Y.Ung, S.S. Kim, H.K. Young, S.H. Kim, B.S. Kim, and S. Kim, “A poly (Lactic Acid)/ Calcium Metaphosphate Composite for Bone Tissue Engineering”, Biomater.26, 6314–6322, 2005.
14- K. Rezwana, Q.Z. Chena, J.J. Blakera, and A.R. Boccaccini, , “Biodegradable and Bioactive Porous Polymer/Inorganic Composite scaffolds for Bone Tissue Engineering”, Biomater.27,pp:3413–3431, 2006.
15- Y. Lei, B. Rai, , K. H. H.o, , and S. H. Teoh, ,” In Vitro Degradation of Novel Bioactive Polycaprolactone-20% Tricalcium Phosphate Composit Scaffolds for Bone Engineering”, Mater. Sci. Engng C, Biomim.Supramol. Syst. 27, pp: 293–298, 2007.
16- A. Yeo, B. Rai, E. Sju, J.J. Cheong, and Teoh SH. The Degradation Profile of Novel, Bioresorbable PCL-TCP Scaffolds: An in Vitro and in Vivo Study”, J Biomed Mater Res A 84, pp:208-218, 2008.