طراحی و تهیه داربست زیست تخریب پذیر پلی کاپرولاکتون و نانو ذرات فلوئورآپاتیت برای مهندسی بافت استخوان

طراحی و ساخت کامپوزیت های متشکل از پلیمر زیست تخریب پذیر و سرامیک زیست فعال به عنوان داربست زیست سازگار در مهندسی بافت در دستور کار پژوهش های اخیر بوده است. هدف از پژوهش حاضر، تهیه و مشخصه یابی داربست نانوکامپوزیتی زیست تخریب پذیر و زیست فعال پلی کاپرولاکتون/ نانوذرات فلوئور هیدروکسی آپاتیت بود. در این تحقیق، داربست نانوکامپوزیتی زیست تخریب پذیر و زیست فعال پلی کاپرولاکتون/ نانو ذرات فلوئورهیدروکسی آپاتیت (pcl-fha)، به روش ریخته گری حلال/ لیچینگ ذرات، ساخته شد. نانو پودرهای فلوئورهیدروکسی آپاتیت با چهار ترکیب متفاوت شامل 25، 50 ، 75 و 100 درصد جایگزینی یون فلوئور، به روش آسیاکاری تولید شدند. داربست های زیست تخریب پذیر مورد مطالعه با 10، 20، 30 و 40 درصد وزنی از هر یک از چهار نوع نانوذرات فلوئور هیدروکسی آپاتیت تهیه شدند. درصد تخلخل داربست های ساخته شده با استفاده از روش ارشمیدش محاسبه شد. از تکنیک پراش پرتو ایکس (xrd) به منظور تأیید حضور فازهای مطلوب در ترکیب هر نانو پودر و داربست استفاده شد. به منظور بررسی شکل و توزیع تخلخل در داربست از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و برای آنالیز بنیان های موجود در داربست حاصل از طیف سنجی فروسرخ با تبدیل فوریه (ftir) استفاده شد. استحکام فشاری نیز به عنوان شاخصی از خواص مکانیکی داربست های ساخته شده، ارزیابی شد. به منظور بررسی خواص زیست فعالی، داربست ها به مدت چهار هفته در محلول شبیه سازی شده بدن (sbf)، غوطه ور شدند. جوانه زنی و رشد رسوبات آپاتیت بر سطح نمونه ها از طریق میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. از آزمون پلاسمای زوج القایی (icp-oes) برای تعیین میزان رهایش یون های فسفر و کلسیم از داربست های نانوکامپوزیتی، در زمان های مختلف غوطه وری استفاده شد و میزان رهایش یون فلوئور در محلول با استفاده از یون سنجی به وسیله الکترود اختصاصی یون فلوئور و تغییرات ph محلول نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور بررسی خواص زیست تخریب پذیری داربست ها در محلول فسفات بافر سالین (pbs)، تغییرات وزن و ph داربست های غوطه ور در محلول، در مدت 30 روز اندازه گیری شد. عدم سمیت و تکثیر و سلولی داربست ها با استفاده از آزمون mtt بررسی شد. چسبندگی سلولی نیز با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی مطالعه شد. نتایج نشان داد که هیچ واکنشی بین ترکیبات سازنده نانوکامپوزیت رخ نداده است. استحکام فشاری داربست به سبب حضور فاز تقویت کننده و کاهش تخلخل، افزایش یافت. افزایش حضور فلوئور در نانوپودر فلوئورهیدروکسی آپاتیت اولیه، استحکام فشاری داربست را کاهش داد. شکل گیری رسوبات آپاتیت بر سطح داربست، زیست فعالی نانوکامپوزیت ساخته شده را تائید کرد و نتایج نشان داد که با گذشت زمان، رسوبات شکل گرفته، تکثیر و رشد پیدا کردند. غوطه وری داربست در محلول pbs نشان داد که با افزایش درصد فلوئورهیدروکسی آپاتیت در داربست های تهیه شده و افزایش حضور فلوئور در نانوپودر فلوئورهیدروکسی آپاتیت اولیه، تخریب پذیری داربست افزایش پیدا می کند. نتایج آزمون mtt مربوط به کشت سلول های استئوبلاست g292 بر روی داربست، عدم سمیت سلولی و بررسی با میکروسکوپ الکترونی روبشی داربست ها پس از کشت سلول، چسبندگی سلولی نسبتاً خوب داربست را در تخلخل های متفاوت نشان داد. نتایج آزمون های انجام شده، داربست نانوکامپوزیتی زیست تخریب پذیر و زیست فعال پلی کاپرولاکتون/ فلوئورهیدروکسی آپاتیت با 40 درصد وزنی فلوئورهیدروکسی آپاتیت که 25 درصد فلوئور در آن جایگزین شده بود را به عنوان ترکیب بهینه معرفی کرد. نتایج حاکی از آن است که داربست های نانوکامپوزیتی زیست تخریب پذیر و زیست فعال پلی کاپرولاکتون/ فلوئورهیدروکسی آپاتیت، می توانند کاندید خوبی برای استفاده در بازسازی استخوان و کاربرد های ارتوپدی باشند.