تهیه و ارزیابی داربست کامپوزیتی plga/nano-bcp برای مهندسی بافت استخوان

در این تحقیق، مطالعات و کارهای عملی انجام شده در مورد تهیه و ارزیابی داربست کامپوزیتی پلی لاکتیک-کو-گلایکولیک اسید/نانو فسفات کلسیم دوفازی (plga/nano-bcp) برای مهندسی بافت استخوان ارایه گردیده است. ابتدا، تحقیقات سایر محققین در رابطه با داربست های مختلف نانوکامپوزیتی در مهندسی بافت استخوان، بررسی شد. سپس در قسمت کارهای عملی، فرایند تولید nano-bcp (nbcp) از استخوان و زیست فعالی آنها در محلول sbf بررسی گردید. نتایج نشان می دهد که با عملیات سوزاندن و حرارت دادن (700 تا ?c1300) استخوان غوطه ور شده در محلول دی آمونیوم هیدروژن فسفات ((nh4)2hpo4)، هیدروکسی آپاتیت استخوان به دو فاز ha و ?-tcp تبدیل می شود. با افزایش دمای عملیات حرارتی میزان فاز ?-tcp در نمونه ها افزایش می یابد به گونه ای که نمونه های استخوان در دمای ?c 1300 تماماً به ?-tcp تبدیل می شوند. تصاویر sem و آنالیز های eds و xrd نشان داد که لایه آپاتیت در محلول sbf روی سطح نمونه های nbcp به طور کامل پس از 28 روز ایجاد شده و دارای ترکیب هیدروکسی آپاتیت است. بررسی های سمیت سلولی عصاره پودر نانو bcp نشان داد که ترکیبات nbcp سمیتی از خود نشان نمی دهند، ضمن اینکه میزان تکثیر سلول ها برای ترکیب nbcp در مقایسه با ترکیب nha استخوانی بیشتر است. در ادامه این تحقیق، داربست های پلیمری plga و کامپوزیتی plga/nano-bcp به منظور بررسی و مقایسه با یکدیگر جهت استفاده در مهندسی بافت استخوان توسط روش جدایش فازی با القای حرارتی (tips) ساخته شدند. داربست های ساخته شده دارای تخلخلی بیش از 89% هستند و اندازه میانگین تخلخل ها حدود 60 تا 150 میکرومتر است. یافته ها نشان می دهد که داربست های کامپوزیتی plga/nbcp با 30 درصد وزنی ذرات nbcp، از استحکام تسلیم (02/0±54/0مگاپاسکال) بالاتری نسبت به سایر داربست ها برخوردار بودند؛ با افزودن ذرات nbcp تا 30 درصد وزنی به زمینه پلیمری plga توزیع یکنواخت تر ذرات و میزان آگلومره شدن کم تر نسبت به داربست های کامپوزیتی با 40 و 50 درصد وزنی ذرات nbcp مشاهده می شود. مدول الاستیک داربست ها با افزایش درصد ذرات در زمینه پلیمری افزایش یافته است به گونه ای که مدول الاستیک داربست کامپوزیتی plga-50 wt% nbcp (83/0±83/14مگاپاسکال) حدود 7/8 برابر بیشتر از داربست پلیمری plga است. نتایج حاصل از تخریب نشان داد که داربست های کامپوزیتی از میزان کاهش وزن بیشتری نسبت به داربست های پلیمری خالص برخوردارند و با افزایش مقدار ذرات nbcp در داربست های کامپوزیتی، میزان کاهش وزن افزایش می یابد. با کاهش وزن داربست ها، استحکام تسلیم و مدول الاستیک داربست ها پس از 8 هفته غوطه وری در محلول pbs به مقدار بسیار ناچیزی رسید و داربست ها به راحتی دچار شکست و پارگی شدند. همچنین آزمون mts نشان داد که میزان بقا و تکثیر سلول های فایبروبلاست l-929 و استئوبلاست mg-63 روی داربست های کامپوزیتی در مقایسه با داربست های پلیمری بیشتر است. جزء تقویت کننده nbcp از 30 تا 50 درصد وزنی در داربست های کامپوزیتی سبب بهتر شدن رفتار سلولی به طور قابل ملاحظه ای شده و می تواند شرایط لازم را برای ترمیم بافت آسیب دیده استخوان فراهم کند. با توجه به آزمون های انجام گرفته می توان گفت که از میان همه ی داربست های پلیمری و کامپوزیتی، داربست کامپوزیتی plga/nbcp با 30 درصد وزنی ذرات nbcp از خواص مکانیکی، تخریب پذیری و رفتار سلولی مناسب تری نسبت به سایر داربست ها برخوردار است.