استفاده از نانوکامپوزیت ها برای ساخت استخوان مصنوعی

پژوهشگران سنگاپوری راهی جدید برای ساخت استخوان مصنوعی ابداع کرده اند. سوزان لیائو و همکاران او در دانشگاه ملی سنگاپور، غلظت های متفاوتی از دو ماده کلاژن و کربنات را با هم ترکیب نمودند و توانستند پایه ساختمانی غیر آلی در اندازه نانو به دست آورند که با آن چه در استخوان طبیعی وجود دارد مشابه است.

پژوهشگران سنگاپوری راهی جدید برای ساخت استخوان مصنوعی ابداع کرده اند. سوزان
لیائو و همکاران او در دانشگاه ملی سنگاپور، غلظت های متفاوتی از دو ماده کلاژن و
کربنات را با هم ترکیب نمودند و توانستند پایه ساختمانی غیر آلی در اندازه نانو به
دست آورند که با آن چه در استخوان طبیعی وجود دارد مشابه است .

هم چنین این روش ساخت این امکان را به ما میدهد که بتوانیم استخوان و عاج دندان
مصنوعی را در اندازه های مختلف بسازیم.

نانو کریستال های هیدروکسی آپاتیت و فیبر های کلاژن دو جزء اساسی تشکیل دهنده
ساختمان استخوان میباشند که اولی ۶۵% و دومی ۲۵% از آن را تشکیل می دهد که این نسبت
در عاج دندان متفاوت بوده و برای اولی به ۷۰% و برای دومی به ۲۰% می رسد.

دانشمندان پیش از این روش های بسیاری را برای ساخت استخوان مصنوعی در اندازه ی نانو
آزمایش کرده اند و به تازگی توجهشان در این راستا به کلاژن معدنی شده ( که به فرم
یک نانو کامپوزیت آپاتیت / کلاژن می باشد ) جلب شده است.

این ماده به میزان زیادی با بافت زنده سازگار بوده و ساختمان استخوان مصنوعی را در
مقیاس نانو فراهم می آورد. پیوند استخوان و طراحی بافت استخوانی دو نمونه از
کاربردهای این ماده می تواند باشد.

خانم لیائو و همکارانش برای این که دریابند تغییرات میزان کلاژن و کربنات بر روی
ساختمان نهائی نانو کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت چه اثری خواهد گذاشت٬ اقدام به ساختن
این ماده کردند.

آنان این کار را با افزودن یون های کلسیم، فسفات و کربنات به محلولی از کلاژن شروع
کردند و پس از آن pH لازم برای تشکیل نانو کامپوزیت را فراهم نمودند. سپس غلظت های
کربنات و کلاژن را در محلول تغییر دادند و اثر این تغییر در نانو ساخمان ایجاد شده
را به وسیله پراش پرتو X مشاهده نمودند.

لیائو و همکارانش دریافتند که با به کار بردن مقادیر بیشتری از کلاژن، نانوکامپوزیت
به فرم کریستال های کوچکتری تشکیل می شود. در مقابل با به کار بردن مقادیر بیشتری
از کربنات، کریستال های مسطح تشکیل دهنده کامپوزیت ها به تدریج به کریستال های
سوزنی تبدیل می شوند که آنها نیز به آهستگی کوتاهتر گشته و در نهایت ایجاد ذرات
کروی می نمایند. مشابه همین فرآیند در جریان تشکیل استخوان طبیعی نیز رخ می دهد.

به گفته ی خانم لیائو کار آنان نخستین پژوهشی است که نشان می دهد میزان کربنات می
تواند بر تغییرات مورفولوژیک نانو هیدروکسی آپاتیت همراه با کلاژن اثرگذار باشد.

این یافته علمی می تواند دانشمندان را در کشف دلیل متفاوت بودن مقادیر کربنات در
بخش های مختلف بدن مانند دندانها یاری رساند.

این گروه در پی آن است که این ماده را با همان ساختمان فضایی نانوفیبری که در
استخوان طبیعی یافت می شود در آینده بسازد.

آنان نتایج کار خود را در نشریه علمی Bioinspiration & Biomhmetics گزارش کرده اند.