پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر با افزودن یک جزء پلیمری به داربست‌های نانوکامپوزیتی، موفق به بهبود خواص مکانیکی زمینه‌ی پلیمری و کاهش نرخ تخریب این داربست‌ها شدند.
بهبود خواص مکانیکی داربست‌های استخوانی
پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر با افزودن یک جزء پلیمری به داربست‌های نانوکامپوزیتی، موفق به بهبود خواص مکانیکی زمینه‌ی پلیمری و کاهش نرخ تخریب این داربست‌ها شدند.
مهندس آژنگ حمله‌خوان، کارشناس ارشد رشته‌ی مهندسی پزشکی گرایش بیومواد، در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه‌ی توسعه‌ی فناوری نانو گفت: «امروزه استفاده از مواد تخریب‌پذیر و زیست‌سازگار، جایگزین روش‌های نخستین معالجه‌ی استخوان، مثل ایمپلنت‌های دایمی شده‌است. بدین ترتیب مبحث جدید “مهندسی بافت استخوان” مطرح گردیده که به کمک فناوری نانو، امکان نزدیک شدن به ساختار طبیعی استخوان را فراهم نموده‌است».
وی افزود: «در این راستا، پژوهشی را با هدف افزودن جزء سوم پلی‌کپرولاکتون به نانوکامپوزیت دو جزئی ژلاتین و هیدروکسی آپاتیت (نوعی داربست استخوانی)، برای بهبود خواص مکانیکی زمینه‌ی پلیمری و کاهش نرخ تخریب آن انجام دادیم تا خواصی نزدیک‌تر به استخوان طبیعی به‌دست آوریم».
مهندس حمله‌خوان، در مورد روش به‌کار رفته برای تهیه‌ی داربست مورد نظر گفت: «روش‌های متعددی برای مخلوط کردن دو پلیمر و ساخت داربست بررسی شد، سرانجام، روش ترکیبی “ریختگری و فریز درای” برای ساخت نانوکامپوزیت لایه‌ای برای بررسی‌های بیشتر انتخاب گردید. در این روش، لایه‌های ژلاتین و پلی‌کپرولاکتون روی هم چیده می‌شوند».
وی در ادامه، ابراز داشت: «نانوذرات هیدروکسی آپاتیت، را به روش ترسیبی سنتز کردیم و با محلول آبی ژلاتین ۱۰ درصد مخلوط نمودیم. پس از ژله‌ای شدن این لایه در دمای محیط، یک لایه پلی‌کپرولاکتون را به وسیله‌ی استون (به عنوان حلال) روی آن ریختگری کردیم. چیدن لایه‌ها به همین صورت، تکرار شدند. پس از انجماد نمونه‌ها، در لایه‌های ژلاتینی به کمک فرایند فریز درای، تخلخل به وجود آوردیم».
بنا بر اظهار پژوهشگر این طرح، جالب است که پس از تبخیر استون، لایه‌های پلی‌کپرولاکتون، حاوی حفراتی در حد ماکرو و همچنین در حد میکرو هستند. به‌طوری‌که حفرات ماکروسکوپی، امکان اتصال دو لایه‌ی ژلاتینی مجاور را فراهم می‌کند. بنابراین ژلاتین به صورت یکپارچه در سراسر ساختار حضور دارد و لایه‌های پلی‌کپرولاکتون بین لایه‌های ژلاتین به دام افتاده‌اند.
نتایج آزمون فشاری نشان می‌دهد که با افزایش میزان پلی‌کپرولاکتون، خواص مکانیکی نانوکامپوزیت، بهبود می‌یابد و خواصی در حد استخوان اسفنجی به دست می‌آید.
گفتنی است که این داربست ساخته شده، می‌تواند با یک عمل جراحی، جایگزین بافت آسیب‌دیده‌ی استخوان شود.
جزئیات این طرح -که در قالب پایان‌نامه‌ی کارشناسی ارشد آقای آژنگ حمله‌خوان در دانشگاه صنعتی امیرکبیر با راهنمایی دکتر شهریار امامی انجام شده‌است- در مجله‌یAdvanced Composite Letters (جلد ۱۹، صفحات ۱۳۰-۱۲۳، سال ۲۰۱۰) منتشر شده‌است.
