نرگس احمدی
ایمیل: narcissus_7293@yahoo.com
- کارشناسی ارشد (94-96): مشخصه یابی نانو ذرات (باریم-کلسیم) تیتانات و کاربرد آن در داربست نانولیفی کامپوزیتی پلیوینیلیدین فلوراید-پلیوینیل الکل برای مهندسی بافت استخوان
چکیده
ترمیم عیوب استخوانی و بازسازی بافت استخوان یکی از مهمترین چالشها در عصر حاضر محسوب میشود. مهندسی بافت استخوان یکی از بهترین گزینهها برای بازسازی بافت استخوان است. امروزه کاربرد مواد هوشمند مانند مواد پیزوالکتریک جهت سرعت بخشیدن به روند ترمیم عیوب استخوانی از طریق ایجاد پالسهای الکتریکی در مهندسی بافت رو به افزایش است. هدف از پژوهش حاضر ساخت داربست نانوکامپوزیتی لیفی پلیوینیلیدین فلوراید- پلیوینیل الکل:باریم-کلسیم تیتانات و مشخصهیابی آن است. در این راستا ابتدا نانوذرات باریم-کلسیم تیتانات حاوی 0، 10،20، 40 و 100 درصد مولی کلسیم جایگزین باریم به روش سل-ژل سنتز شد. با استفاده از الگوی پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، آزمون رامان و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس جایگزینی کلسیم در ساختار تایید شد. در اثر جایگزینی کلسیم در بیشتر از 10 درصد مولی، فاز ثانویه کلسیم تیتانات در کنار باریم تیتانات مشاهده شد. ضمن آنکه این جانشینی اتمی در بالاتر از 10 درصد مولی منجر به کاهش اندازه بلورک (در حدود 2/2 برابر) واندازه ذرات (در حدود 3/1 برابر) شد. جانشینی کلسیم در ساختار باریم تیتانات همچنین منجر به تغییر ثابت دیالکتریک از 288 (در باریم تیتانات خالص) به 58 (در نمونه حاوی 100 درصد مولی کلسیم ) شد. همچنین زیستفعالی نانوپودرها از طریق غوطهوری در محلول شبیهسازی شده بدن ارزیابی شد. نتایج نشان داد که وارد کردن کلسیم به ساختار باریم تیتانات تا 40 درصد مولی سبب افزایش قابل توجه زیست فعالی این ماده میشود. علاوه بر این، تاثیر کلسیم موجود در ساختار باریم-کلسیم تیتانات بر رفتار سلولهای MG63 بررسی شد. نتایج حاصل از آزمون MTT نشان داد جایگزینی یون کلسیم در ساختار باریم تیتانات برای مقادیر مولی بالاتر از 10 درصد میتواند سبب بهبود قابلیت رشد و تکثیر سلولی شود. بر این اساس، نتایج بدست آمده نشان داد که نانوذرات باریم-کلسیم تیتانات حاوی 10 درصد مولی کلسیم و اندازه ذرات 12±68 نانومتر دارای خواص زیستی و الکتریکی بهینه است. در بخش بعدی، داربست لیفی نانوکامپوزیتی پلیوینیلیدین فلوراید- پلیوینیل الکل: باریم-کلسیم تیتانات به روش الکتروریسی ساخته و مشخصهیابی شد. همچنین اثر افزودن غلظتهای مختلف نانوذرات باریم-کلسیم تیتانات (1،0، 2 و5 درصد وزنی) بر تغییرات مورفولوژی، خواص مکانیکی و زیستی داربستهای لیفی، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزودن نانوذرات باریم-کلسیم تیتانات تا پنج درصد وزنی سبب افزایش دو برابری قطر الیاف(از 41±382 نانومتر به 129±778 نانومتر) و افزایش 3/1 برابری زاویه ترشوندگی با آب نسبت به نمونه خالص پلیوینیلیدین فلوراید- پلیوینیل الکل شد. همچنین به دلیل کلوخهای شدن ذرات باریم-کلسیم تیتانات در ساختار داربست بیشترین استحکام در نمونه حاوی یک درصد وزنی نانوذره (65/4±8/1مگاپاسکال) مشاهده شد. بهعلاوه حضور نانوذرات باریم-کلسیم تیتانات در زمینه داربست تهیه شده سبب القای خاصیت زیستفعالی به آن شد. لازم به ذکر است با توجه به نتایج آزمون سمیت سلولی بالاترین درصد زیستپذیری( 3±136 درصد کنترل)در داربست حاوی یک درصد وزنی از نانو ذرات پس از گذشت هفت روز از کاشت سلولهای استخوانی MG63 مشاهده شد. همچنین با افزایش میزان نانوذرات باریم-کلسیم تیتانات (از 1 به 5 درصد وزنی) در ساختار داربست لیفی پلیوینیلیدین فلوراید-پلیوینیل الکل : باریم-کلسیم تیتانات قابلیت چسبندگی سلولهای استخوانی MG63 افزایش یافت. بر این اساس داربست لیفی نانو کامپوزیتی پلیوینیلیدین فلوراید- پلیوینیل الکل: باریم-کلسیم تیتانات میتواند داربست مناسبی جهت ترمیم عیوب استخوانی در مهندسی بافت استخوان باشد.
