ساخت و بهینه سازی نانوذرات منیزیم فلوئورهیدروکسی آپاتیت و داربست نانوکامپوزیتی پلی کاپرولاکتون – نانوذرات با کاربرد بازخلق بافت استخوان

هدف از پژوهش حاضر طراحی، توسعه نانوفناوری در ساخت، بهینه سازی و مشخصه یابی نانوذرات منیزیم فلوئورآپاتیت و نیز داربست های نانوکامپوزیتی پلیمر - نانوذرات بهینه شده منیزیم فلوئورآپاتیت با انگیزه ترمیم و بازسازی دوباره استخوان برای کاربردهای خاص بود. در ابتدا نانوذرات فلوئور هیدروکسی آپاتیت با روش فعال سازی مکانیکی ساخته شد. سپس جایگزینی یون منیزیم به جای یون کلسیم در شبکه بلوری نانوذرات فلوئور هیدروکسی آپاتیت به انجام شد. تاثیر مقدار یون جایگزین شده در شبکه بلوری نانوذرات فلوئور هیدروکسی آپاتیت بررسی شد. به منظور بررسی تاثیر روش ساخت بر روی خواص نانوذرات منیزیم فلوئور هیدروکسی آپاتیت، نانوذرات مذکور با روش سل-ژل نیز ساخته شد و خواص زیست فعالی نانوذرات ساخته شده به دو روش سل-ژل و فعال سازی مکانیکی مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور افزایش ظرفیت محلول پلیمری جهت بارگذاری نانوذرات، سطح نانوذرات با استفاده از آمینواسیدهای ایزولوسین، لوسین، آلانین و فنیل آلانین اصلاح شد. سپس داربست نانوکامپوزیتی پلی کاپرولاکتون – منیزیم فلوئور هیدروکسی آپاتیت به روش الکتروریسی ساخته شد. پارامترهای مختلف فرایند الکتروریسی توسط مدل تاگوچی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور کاهش قطر الیاف، از سیستم دوحلالی بهره گرفته شد و در نهایت محلول با حلال کلروفرم:اتانول با نسبت (20:80) و غلظت پلیمر 12 درصد وزنی برای ساخت داربست نانوکامپوزیتی با غلظت های مختلف نانوذرات (1، 5، 10، 15 و 20 درصد وزنی) مورد استفاده قرار گرفت. در ابتدا با افزایش میزان نانوذرات بیوسرامیکی (5%)، استحکام کششی نیز افزایش می یابد. با افزایش بیشتر نانوذرات درون کامپوزیت، خواص مکانیکی کاهش می یابد. خواص زیست فعالی و زیست اضحلالی ارزیابی شد و آزمون کشت سلول برای سنجش چسبندگی سلولی داربست های نانوکامپوزیتی ساخته شده به اجرا در آمد. همچنین نانوذرات ساخته شده به روش سل – ژل از سرعت تخریب کم تری برخوردار بوده و سرعت تشکیل آپاتیت بالایی نیز دارند که می تواند به دلیل دارا بودن خواص زیست فعالی بیشتر نانوذرات ساخته شده با روش سل-ژل باشد. نتایج حاصل از مدل تاگوچی نشان داد که میزان تاثیر گذاری غلظت پلیمر و نوع حلال از دیگر پارامترهای مورد بررسی بیشتر است. همچنین پارامترهای ولتاژ اعمالی، فاصله نازل تا جمع کننده و غلظت سرامیک در رتبه های بعدی قرار دارد. داربست های نانوکامپوزیتی ساخته شده با نانوذرات منیزیم فلوئور هیدروکسی آپاتیت اصلاح شده خواص آب دوستی بهتری را نسبت به داربست های نانوکامپوزیتی ساخته شده با نانوذرات اصلاح نشده دارد. توزیع نانوذرات منیزیم فلوئور هیدروکسی آپاتیت اصلاح شده در داربست کامپوزیتی بسیار یکنواخت و مطلوب بود. افزایش نانوذرات منیزیم فلوئور هیدروکسی آپاتیت اصلاح شده سبب افزایش قابل توجه خواص زیست فعالی و چسبندگی سلولی داربست نانوکامپوزیتی شد. خواص زیست اضمحلالی داربست های نانوکامپوزیتی ساخته شده با نانوذرات منیزیم فلوئور هیدروکسی آپاتیت اصلاح شده در مقایسه با سایر نمونه ها کاهش سرعت تخریب داربست های نانوکامپوزیتی را اثبات نمود. داربست های نانوکامپوزیتی ساخته شده با خواص بهبود یافته و بهینه، کاندیدای مناسبی برای بازخلق بافت استخوان است.