Improvement in surface morphology and mechanical proprties of the polycaprolactone/ hydroxyapatite/ Graghene oxide scaffold: 3d printing -salt leaching
پزشکی بازساختی و مهندسی بافت، با هدف ترمیم نواقص بزرگ و بهبود عملکرد بافت بدن توانسته تا کنون بسیاری از چالش های پیش رو را که بدن قادر به بازسازی آن نبوده را از سر بگذراند. از این رو، محققان در این پژوهش روشی نوین برای ایجاد تخلخل و زبری سطح پیشنهاد دادند که در حضور تخلخل زایی، ضعف استحکام داربست ها جبران شود.
استخوان به عنوان یک بافت پویا حاوی ۲۰ درصد مواد آلی (کلاژن و پروتئین ها) و ۷۰ درصد مواد معدنی (هیدروکسی اپاتیت) ساخته شده. همچنین این بافت حاوی عروق خونی به منظور غذا رسانی و انتقال گاز های دفعی را بر عهده دارد که این تخلخل های موجود یکی از پارامتر های حیاتی در زنده مانند استخوان هستند. در حالیکه استحکام بالای این بافت باعث حفظ ساختار استخوان شده است. در این پژوهش محققان با بکار بردن دو روش بصورت همزمان تخلخل و زبری سطح را ایجاد کردند تا به شرایط مشابه استخوان برسند درحالیکه استحکام مناسب استخوان را حفظ کنند.
این داربست از پلیمر سنتزی پلی کاپرولاکتون و هیدروکسی اپاتیت (بخش اصلی استخوان) و نانوصفحهی گرافن اکساید ساخته شد که نمک در جوهر زیستی اضافه و سپس فروشویی شد. نکته قابل توجه این است که نمک نقش تخلخل زا را ایفا میکرد و پس از انجام ساخت داربست توسط پرینت سه بعدی، داربست ها شستشو داده میشدند و نمک بطور کامل از داربست حذف میشد.
محققان برای بررسی عملکرد این داربست، آزمایشهای متعددی را هم در شرایط آزمایشگاهی و هم بر روی موجودات زنده انجام دادند. مشاهدات در است مکانیکی به وضوح نشان داد با افزودن گرافن اکساید به ترکیب استحکام مکانیکی بسیار بهبود یافت و در رنج استخوان فک پایینی قرار گرفت (۱۰-۱۲ مگاپاسکال) همچنین نتایج انالیز ها نشان داد زیست سازگاری در حضور نانوذره گرافن اکساید افزایش یافت. در آزمایشهای اولیهی سلولی، داربستهای فاقد گرافن اکساید در محیط آزمایشگاهی در کنار سلولهای MG 63 قرار داده شدند و نتایج نشان داد که داربست های حاوی مقادیر گرافن اکساید زندهمانی و رشد سلولی بیشتری در مقایسه با گروه بدون گرافن اکساید از خود نشان داد.
یکی از نکات کلیدی این پژوهش، ساخت داربست سه بعدی با تخلخل های میکرو و ماکرو بود که توانست به خوبی محیطی برای عزوق زایی و گذردهی اکسیژن و دی اکسید کربن را اینجاد کند، همچنین تخلخل های میکرومتری موجود در داربست (فاصلهی دو فیلامنت از هم) کمک به رشد سلولی کرد و زبری سطح داربست به چسبندگی بیشتر سلول ها انجامید. این ویژگی میتواند مسیر جدیدی را برای درمان آسیب های بزرگ استخوانی بسازد که در آن بیشترین زیست سازگاری و زیست سلولی را دارا باشد.
با توجه به نتایج این پژوهش، میتوان تصور کرد که در آینده، این فناوری مسیر متفاوتی را برای حل چالش های مهندسی بافت استخوان خواهد ساخت بطوری که با استفاده از تلفیق دو یا سه روش متفاوت به چالش های موجود در بافت استخوان غلبه کرد.
@apply_MatRes
@discussion_MatRes
🆔 @Materials_research
🖥 MatRes.ir
📱Instagram
