بخشی از مقاله
چکیده
یک داربست استخوانی کاشته شده در بدن با تشکیل لایه آپاتیت بر روی سطح آن نقش مهمی را در تشکیل و باز سازی استخوان ایفا میکند در این پژوهش یک داربست استخوانی با استفاده از ژلاتین و ذرات سرامیکی نانو آکرمانیت - Ca2MgSi2O7 - آکرمانیت به روش سول ژل آماده شد و ساخت داربست به روش خشک کردن انجمادی یک جهته انجام گرفت در این پژوهش ضمن بررسی مورفولوژی داربست تاثیر آکرمانیت در سه غلظت %1، %3 و - w/v - %5 بر روی خواص داربست مانند استحکام فشاری،میزان جذب آب و قابلیت فعالیت زیستی و تشکیل آپاتیت داربست با مقایسه آنها در قبل و بعد ازفرو بردن در محلول شبیه سازی شده بدن - SBF - توسط دستگاههای FTIR ، EDX وXRD مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت تخلخل داربست های ساخته شده به این روش حدود 77 درصد به دست آمد وهمچنین ریخت شناسی داربست توسط SEM مورد بررسی قرارگرفت که ساختار حاصل لاملار بوده وبصورت ریز لوله های جهت یافته یکسویه مشاهده شد و خواص مکانیکی مناسبی را برای یک داربست استخوانی نشان داد.
-1 مقدمه
عبارت مهندسی بافت اولین بار در اواسط دهه 1980 ابداع شد ودرسال 1993 لانژر و واکانتی تعریف زیر را از مهندسی بافت ارائه کردند که تبدیل به زبان مشترک دانشمندان گردید طبق این تعریف مهندسی بافت عبارت است از »موضوعی بین رشته ایی که اصول مهندسی بافت وعلوم زیستی را در جهت توسعه جایگزین های بیولوژیکی بکار میبرد این جایگزین های بیولوژیکی باعث میشوند عملکردهای یک بافت یا یک عضو کامل بهبود،بازیابی و یاپایدارشوند[1].
«برای باز سازی و باز تولید بافت علم مهندسی بافت نیاز به یک سیستم پشتیبانی مصنوعی دارد که داربست زیستی - Scaffold - نامیده میشود داربست زیستی یک ساختار موقت برای حمایت و راهنمایی تشکیل بافت در محیطهای داخل بدن - - Invivoویا محیطهای آزمایشگاهی خارج بدن - In vitro - است در مهندسی بافت داربست زیستی نقش مهمی را ایفا می کند چرا که یک داربست زیستی می تواند رشد سلولها و یا بافت را حمایت کرده و آن را ارتقاء دهد یک داربست ایده آل باید زیست سازگار ،زیست جذب و نرخ اضمحلال آن مشابه با بافت در حال باز سازی و خواص مکانیکی آن مشابه با بافت اصلی باشد.
علاوه برنوع ماده سازنده، یک داربست سه بعدی باید دارای تخلخل بالا و حفرات مرتبط به هم باشد روش های متعددی برای ساخت داربست با چنین ریخت شناسی وجود دارد مانند الکترو ریسی، اسفنجش گازی،خشک کردن انجمادی و جدایش القاء شده حرارتی اما به دلیل مزیت های فراوان روش خشک کردن انجمادی برای بیو مواد طبیعی محلول در محیط های آبی مانند ژلاتین از این روش استفاده می-شود.[3]همچنین جدا از اندازه و هندسه حفرات داربست های ژلاتینی با حفرات کانال مانند که به روش های برودتی مانند خشک کردن انجمادی یک جهته ساخته میشوند.
برای تکثیر،گسترش و چسبندگی انواع سلول های انسان از جمله سلول های استخوان ساز مناسبند.[4]خشک کردن انجمادی یک جهته توسط کوپر گزارش شده که با دیسپرس کردن پلیمر و ذرات سرامیکی در آب و کنترل کردن سرعت رشد و جهت دهی به رشد کریستال های یخ ساختار متخلخل و جهت یافته ایی از این مواد را تهیه کردند5] و.[6 قابلیت ماده سرامیکی آکرمانیت درتشکیل آپاتیت وشبیه سازی ترکیب استخوان باعث توجه ویژه به آکرمانیت شده7]و[8 وآزمایشات خارج از بدن نشان داده آکرمانیت درمقایسه با ترکیب معمول بتاتری کلسیم فسفات که درداربستهای استخوانی استفاده میشوداستخوان سازی راسرعت بیشتری میدهد9]و. [10
-2 مواد و روش تحقیق
نانوآکرمانیت از روش سول ژل و با استفاده از ماده اولیه تترا اتیل اورتوسیلیکات و نیترات کلسیم 4 آبه ونیترات منیزیم 6 آبه ساخته شد در این روش بطور خلاصه ابتدا تترا اتیل اورتو سیلیکات در آب حل کرده و به آن ا اسید نیتریک 2 نرمال اضافه کرده و به مدت 30 دقیقه در حین به هم زدن به آن فرصت هیدرولیز داده سپس نیترات منیزیم 6 آبه و نیترات کلسیم 4 آبه را به مخلوط اضافه میشود و به مدت 5 ساعت در دمای محیط به هم زده سپس به مدت 1 روز در دمای 60 درجه سانتیگراد نگه داری کرده و به مدت دو روز در در دمای 120 درجه خشک و سپس آسیاب شده ومدت 3 ساعت به ترتیب در دماهای 1200 - 1100 و 1300 درجه کلسینه میشود و مجددا به مدت 5 ساعت در آسیاب می شوند .
برای ساخت جزء پلیمری در این تحقیق از ژلاتین گاوی نوع B با عدد بلوم 225 - از کمپانی سیگما - استفاده شده ابتدا 1.5گرم پودر ژلاتین در دمای 60 درجه سانتی گراد در 15 سی سی آب دیوناز بطور کامل حل کرده و 36 میکرولیتر گلوتار آلدهید5 درصد نیز بعنوان عامل شبکه ساز به محلول اضافه کرده با همزدن با همزن مغناطیسی محلول یکنواختی بدست میآید و برای پیر شدن محلول به مدت 2 ساعت در دمای 60 درجه سانتی گراد نگه میداریم سپس در ظرف دیگری 0.3 گرم آکرمانیت را در 15 سی سی آب دیوناز بوسیله همزن مغناطیسی با سرعت2000 دور دردقیقه هم زده و به مدت 20 دقیقه اولترا سونیک میکنیم.
این سوسپانسیون را به محلول ژلاتین اضافه کرده ومجددا همزده و اولتراسونیک میکنیم سوسپانسیون بدست آمده را در لوله های پلاستیکی با قطر یک سانتی متر که بر روی صفحات آلومینیومی مانت شده اند و سطوح جانبی آنها با پلی استایرن - یونولیت - ایزوله شده ریخته و در حوضچه نیتروژن مایع فرو میکنیم و تا انجماد کامل سوسپانسیون صورت گیرد .لوله ها ی پلاستیکی را به خشک کن انجمادی - مدل - vaco5 منتقل کرده و به مدت 48 ساعت در خلا کمتر از 25 پاسکال خشک کرده و بدین ترتیب داربست G5AK1 بدست میآید به همین ترتیب وبا ثابت نگهداشتن غلظت ژلاتین G5AK3 وG5AK5 ساخته میشوند ویک نمونه داربست بدون ذرات آکرمانیت ساخته میشود.
