مدل سازی استخوان جمجمه بر اساس چینش لایه ها در داربست های نانو کامپوزیتی

چکیده: اتفاقات گوناگونی مانند جنگ، بیماری، تصادفات، بلایای طبیعی موجب آسیب به بافت استخوانی از جمله جمجمه می گردد و برای درمان ناگزیر به پیوند استخوان فرد به فرد (اتوگرافت) می شویم و در اکثر موارد بیمار قادر به واگذاری استخوان کافی از محل دیگر برای ترمیم محل آسیب دیده نیست و بایستی از جایگزین هایی که با محیط بدن سازگار است استفاده کنیم جهت ترمیم و بازسازی بافت های آسیب دیده از داربست های مناسب استفاده می کنند. این داربست ها باید دارای خصوصیات شیمیایی، مورفولوژیکی، بیولوژیکی و مکانیکی ویژه ای باشند تا عملکرد مطلوب داشته باشند. داربست های نانوشیشه ای یکی از کاندیدا های مناسب برای جایگزین استخوان است. سطح مقطع استخوان کالواریا ی جمجمه ی خرگوش بررسی شد و مشابه ساختار سه لایه ای آن داربست استخوانی ساخته شد به صورتی که هر لایه از لحاظ تخلخل،چگالی وقطر متوسط حفره ها مورد ارزیابی قرار گرفت. محصول بدست آمده در این مرحله لایه های کامپوزیتی متخلخلی بودند. داربست ها جهت مدل سازی مطابق با آرایش استخوان جمجمه، برش خورده و سپس با استفاده از محلول ژلاتین بر روی یکدیگر چسبانده شدند. تست های ftir، xrd، tem به منظور مشاهده ی خواص نانو پودر سنتز شده انجام شد.درصد تخلخل و میزان چگالی برای هرکدام از داربست های نانو کامپوزیتی محاسبه شد. متوسط قطر حفره های داربست مدل سای شده و استخوان با هم مقایسه گردید.تست استحکام فشاری جهت مقایسه ی رفتار مکانیکی داربست و استخوان روی دو نمونه انجام شد. تست ftir جهت ارزیابی پیوندهای شیمیایی موجود در ترکیب داربست انجام شد. همچنین به منظور مشاهده ی زیست سازگاری داربست نانو شیشه ای مدل سازی شده تست سمیت سلولی روی داربست ها انجام شد. در خاتمه جهت تایید این مطلب که داربست های سه بعدی مدل سازی شده میتوانند جایگزینی موقت جهت ترمیم استخوان باشند تست درون تنی انجام شد و داربست مدل سازی شده جایگزین کالواریای خرگوش شد. نتایج تست ftir پیوند های شیمیایی موجود در ترکیب نانو پودر سنتز شده را تایید کرد. تست xrd نشان داد پودر نانو شیشه ی زیستی آمورف است،همچنین در تصاویر گرفته شده با tem به خوبی قابل مشاهده بود که ذرات پودر در محدوده ی نانو قرار دارند. تغییرات درصد تخلخل و میزان دانسیته در آرایش لایه های داربست مدل سازی شده مشابه با نمونه ی طبیعی بود همچنین تصاویر بدست آمده از sem نشان دادند قطر متوسط حفره های داربست مدل سازی شده مشابه با استخوان و در محدوده ی 250-500میکرومتر بود،نتایج اندازه گیری متوسط قطر حفره های داربست مدل سازی شده و استخوان جمجمه ی خرگوش بسیار به هم نزدیک و هر دو در محدوده ی 500-250 میکرومتر بودند. رفتار مکانیکی داربستها در تست فشاری بسیار شبیه به استخوان طبیعی بود. نتایج تست ftir بر روی داربست پیوند های شیمیایی موجود در ترکیب داربست را تایید کرد همچنین نتایج بدست آمده از تست سمیت سلولی حاکی از زیست سازگاری نمونه ها بود. نتایج تصویر برداری x-ray از کالواریای خرگوش بعد از 4هفته نشان داد داربست های ساخته شده به خوبی در محل مورد نظر قرار گرفته اند و بدن هیچ گونه واکنش تهاجمی از خود نشان نداد. با توجه به یافته های تحقیق، استخوان سه بعدی کالواریای مدل سازی شده با پودر شیشه ی زیستی می تواند کاندیدای مناسبی برای پیوند استخوان جمجمه باشد. واژه های کلیدی: نانو کامپوزیت، مدل سازی، داربست،شیشه ی زیستی،ژلاتین،جمجمه