معرفی داربستی بهینه برای مهندسی بافت استخوان

محققان دانشگاه صنعتی اصفهان با همکاری پژوهشگران دانشگاه علوم پزشکی تهران، موفق به ساخت داربست نانوکامپوزیتی بهینه برای استفاده در مهندسی بافت استخوان شدند.

محققان دانشگاه صنعتی اصفهان با همکاری پژوهشگران دانشگاه علوم پزشکی تهران، موفق
به ساخت داربست نانوکامپوزیتی بهینه برای استفاده در مهندسی بافت استخوان شدند.

مهندس نرگس جوهری، کارشناس ارشد مهندسی مواد از دانشگاه صنعتی اصفهان، در گفتگو با
بخش خبری سایت ستاد فناوری نانو، گفت: «در این پژوهش رویکرد نسبتا نوین مهندسی بافت
مورد توجه ما قرار گرفت. در این رویکرد، نخست یک داربست متخلخل و زیست‌تخریب‌پذیر
ساخته می‌شود، در مرحله‌ی بعد سلول‌های بافت مورد نظر روی آن کشت داده می‌شود، سپس
داربست برای ترمیم و خلق مجدد بافت آسیب دیده به‌کار می‌رود».

مهندس جوهری در ادامه افزود: «ما تلاش کردیم تا داربست نانوکامپوزیتی زیست‌تخریب‌پذیر
و زیست‌فعال پلی کاپرولاکتون/ نانوذرات فلوئورهیدروکسی‌آپاتیت را برای مهندسی بافت
استخوان تهیه کنیم که رفتار و آهنگ انحلال‌پذیری بهتری در مقایسه با داربست‌های پلی
کاپرولاکتون/هیدروکسی‌آپاتیت داشته باشد».

وی افزود: «برای این منظور، ساخت داربست نانوکامپوزیتی متخلخل حاوی ۴ درصد وزنی
متفاوت از نانوذرات فلوئورهیدروکسی‌آپاتیت در دستور کار قرار گرفت تا در ادامه،
ریزساختار، مورفولوژی، تخلخل و خواص مکانیکی آن مشخصه‌یابی شده، زیست‌فعالی آن در
محلول شبیه‌سازی شده بدن انسان (SBF)، تخریب‌پذیری آن در محلول فسفات بافر سالین
(PBS) و زیست‌سازگاری و عدم سمیت سلولی آن نیز ارزیابی شود. نانوذرات
فلوئورهیدروکسی‌آپاتیت بکار رفته در ساخت داربست‌های نانوکامپوزیتی حاوی ۲۵، ۵۰، ۷۵
و ۱۰۰ درصد جایگزینی یون فلوئور در ساختار آن بودند».

محقق این پژوهش درباره‌ی نتایج به دست آمده اذعان داشت: «نتایج حاکی از آن بود که
با افزایش میزان جایگزینی یون فلوئور در فلوئورهیدروکسی‌آپاتیت که نقش تقویت‌کننده
را در داربست نانوکامپوزیتی پلی‌کاپرولاکتون/ فلوئورهیدروکسی‌آپاتیت داشت، استحکام
فشاری داربست کاهش و زیست‌تخریب‌پذیری آن افزایش یافت. همچنین افزایش درصد تقویت‌کننده
در داربست، باعث افزایش استحکام فشاری شد. همچنین نتایج نشان داد که پس از ۲۸ روز
غوطه‌وری داربست‌ها در محلول شبیه‌سازی شده بدن انسان (SBF)، آپاتیت‌ها روی سطح رشد
کرده، سطح را به طور کامل پوشش داده‌اند. آزمون کشت سلول هم عدم سمیت، تکثیر و
چسبندگی سلولی نسبتاً خوب داربست نانوکامپوزیتی ساخته شده را نشان داد. همچنین
مشاهده شد که با افزایش درصد تخلخل، تکثیر سلولی بر سطح داربست افزایش یافت. در کل
به این نتیجه رسیدیم که داربست نانوکامپوزیتی با ۴۰ درصد وزنی نانوذرات
فلوئورهیدروکسی‌آپاتیت که ۲۵ درصد یون فلوئور در ساختار آن جایگزین شده بود و ۷۵
درصد تخلخل داشت، داربست بهینه برای مهندسی بافت استخوان است».

مهندس جوهری در پایان ابراز داشت: «یکی از راه‌های مناسب برای کاهش نرخ انحلال
هیدروکسی‌آپاتیت برای کاربردهای ارتوپدی و دندانپزشکی، جایگزینی گروه‌های OH-1 در
ساختار هیدروکسی‌آپاتیت با یونF-1 است که منجر به تشکیل ترکیب جدیدی با عنوان
فلوئورهیدروکسی‌آپاتیت (FHA) می‌شود. این تعویض یونی باعث افزایش بلورینگی، کاهش
کرنش کریستالی، پایداری شیمیایی و حرارتی ساختار و افزایش جذب و تکثیر سلولی می‌شود.
همچنین استفاده از نانوذرات فلوئورهیدروکسی‌آپاتیت نیز در مقایسه با ذرات میکرونی،
امکان اتصال تقویت‌کننده و فاز زمینه را افزایش می‌دهد».

گفتنی است که با تکمیل تحقیقات درون‌تنی در مورد این داربست، این محصول به یک محصول
تجاری تبدیل خواهد شد.

جزئیات این پژوهش -که در قالب پایان‌نامه کارشناسی ارشد خانم نرگس جوهری با
راهنمایی دکتر محمدحسین فتحی و دکتر محمدعلی گلعذار از دانشگاه صنعتی اصفهان و
همکاری دکتر علی صمدی کوچکسرایی از دانشگاه علوم پزشکی تهران انجام شده- در مجله‌ی
Ceramics International (جلد۳۷، صفحات ۳۲۵۱-۳۲۴۷، سال ۲۰۱۱) منتشر شده‌است.