تولید نانو هیدروکسی آپاتیت به روش میکروارگانیک و پوشش دهی مستقیم آن بر فلزات کاشتنی در بدن

بخش اصلی بافت معدنی استخوان و دندان از ماده هیدروکسی آپاتیت (ca5(po4)3(oh) نانوساختار حاوی گروه های کربنات تشکیل شده است. تاکنون انواعی از هیدروکسی آپاتیت نانومتری، جهت کاربردهای پزشکی با روش های شیمیایی تولید شده است. طبق یافته های موجود، هیچ گزارشی از کاربرد پزشکی هیدروکسی آپاتیت سنتز شده به روش میکروارگانیک موجود نیست. در روش حاضر، جهت سنتز پودر هیدروکسی آپاتیت نانومتری زیست فعال از روش سنتز میکروارگانیسمی و باکتری های دارای آنزیم فسفاتاز قلیایی استفاده شد. با استفاده از روش های بیوشیمیایی و آنالیز آنزیمی، یک سویه باکتری با قابلیت رشد بهینه در دمای محیط و تولید آنزیم فسفاتاز قلیایی بالا، از پساب جداسازی و شناسایی شد. سنجش های آنزیمی این باکتری در یک محلول رسوب دهی نمکی موسوم به محلول سوبسترا انجام شد. در ابتدا با استفاده از این باکتری، کربنات هیدروکسی آپاتیت در محلول سوبسترا سنتز شد و ایمپلنت هایی از جنس استیل 316l نیز، هم زمان پوشش دهی شدند. در قسمت بعد، نانوذرات مگنتیت (fe3o4) با کربنات هیدروکسی آپاتیت پوشش دهی شدند. در ادامه، نانوذرات روی-منیزیم آپاتیت نیز سنتز شد. تمامی این محصولات پس از خشک سازی، در دمای ?c 600 آهکی شدند. با روش های پراش پرتو ایکس (xrd) و اسپکتروسکوپی مادون قرمز با تبدیل فوریه (ftir)، فاز های شیمیایی، پارامترهای فیزیکی شبکه بلوری، اندازه ذرات، میزان بلوری شدن و همچنین گروه های شیمیایی فعال محصولات ارزیابی شد. ویژگی های مورفولوژی، اندازه ذرات و درصد عناصر نیز در تمامی نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مجهز به اسپکتروسکوپ متفرق کننده اشعه ایکس (edx) تعیین شد. ایمپلنت ها نیز مورد آزمایش استحکام پوشش، (pull off) قرار گرفت و مورفولوژی آن به وسیله تصاویر sem تعیین شد. قدرت مغناطیسی نانوذرات مگنتیت، قبل و بعد از پوشش دهی با روش مغناطیس سنجی ارتعاشی (vsm) تعیین شد و مورفولوژی سطحی و داخلی این نانوذرات نیز با روش های sem و میکروسکوپ الکترونی عبوی tem بررسی شد. جهت ارزیابی های درون تنی، از پودرهای کربنات هیدروکسی آپاتیت و روی-منیزیم آپاتیت، گرافت های استخوانی ساخته شد که به همراه گرافت های کنترل مثبت از پودر هیدروکسی آپاتیت ارتوپدی تجاری، در استخوان تیبیای خرگوش های نژاد نیوزیلندی کاشته شدند. روند ترمیم استخوان در مجاورت گرافت ها، با تصاویر رادیوگرافی، بافت شناسی و sem تعیین شد. در نتایج بدست آمده، باکتری جداسازی شده انتروباکترآئروژنز (ptcc1221) بود که با تولید فراوان فسفاتاز قلیایی در دمای محیط، در افزایش تولید هیدروکسی آپاتیت و کاهش زمان رسوبگذاری، تأثیر بسزایی داشت. پس از تأیید صحت شیمیایی نمونه ها و ابعاد نانومتری آن ها، ضخامت و چسبندگی پوشش هیدروکسی آپاتیت بر روی ایمپلنت ها مناسب ارزیابی شد. نانو ذرات مگنتیت پوشش داده شده نیز از ترکیب، قدرت مغناطیسی و ابعاد مناسبی برخوردار بودند. توانایی بالای گرافت ها نیز در ترمیم بافت استخوانی طی مدت 4 هفته در خرگوش ها مشاهده شد.