محققان دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران موفق به تولید داربست آلومینا با پوشش‌هایی از جنس لایه نانوکامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت- پلی‌کاپرولاکتن فومارات شدند.
تولید داربست آلومینا به‌وسیله‌ی پوشش‌های نانوکامپوزیت
محققان دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران موفق به تولید داربست آلومینا با پوشش‌هایی از جنس لایه نانوکامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت- پلی کاپرولاکتن فومارات شدند. این داربست که با استفاده از روش تکثیر از فوم تهیه شد، متشکل از منافذ ماکرو به هم پیوسته و با توزیع همگن بوده و خواص مکانیکی مناسبی دارد.
در طول دهه گذشته، استفاده از بیوسرامیک‌های متخلخل در درمان استخوان‌های آسیب دیده توجه زیادی را به خود جلب کرده است. تخلخل‌های موجود در داربست بیوسرامیک یک محیط سه بعدی برای رشد بافت جدید ارائه می‌دهد؛ در نتیجه محیط‌های کشت سلولی می‌تواند از طریق منافذ باز به آسانی در دسترس قرار گیرد.
داربست‌های مورد استفاده در بازسازی استخوان باید از ساختار و خواص ماتریس استخوان خارج سلولی تقلید کنند. از آنجا که استخوان متشکل از کامپوزیت متخلخل فازهای نفوذی کلاژن و هیدروکسی آپاتیت است، بنابراین داربست بازسازی استخوان نیز به طور مشابه باید ساخته شده از کامپوزیت‌هایی با تخلخل‌های سرامیکی و فازهای پلیمری باشد. از طرفی فازهای پلیمری می‌توانند درز‌های بیوسرامیک را پرکنند و در نتیجه تردی داربست شکننده سرامیکی با پوشش لایه‌های پلیمری بهبود می‌یابد.
مشکل هیدروکسی آپاتیت و سایر فسفات کلسیم، خواص مکانیکی ضعیف آنها از قبیل مقاومت کم و شکنندگی بالاست. اما آلومینا به دلیل زیست سازگاری قابل قبول و خواص مکانیکی مطلوب‌تر، از مواد مناسب برای این کاربرد است.
از این رو پژوهشگران این طرح به تولید داربست آلومینا به کمک فناوری متداول تکثیر فوم پرداختند. با توجه به نتایج حاصل شده، مقاومت مکانیکی داربست تولیدی مشابه بافت استخوانی انسان است.
آنها نانو پودر هیدروکسی آپاتیت را به روش سل ژل سنتز نموده و اندازه ذرات را به‌وسیله‌ی آنالیز پراش اشعه X (XRD) ، میکروسکوپ الکترونی (SEM) و میکروسکوپ انتقال الکترونی (TEM) مورد بررسی قرار دادند. نتایج آنالیزها تأیید‌کننده‌ی نانو بودن محدوده اندازه ذرات بود. همچنین پلی-کاپرولاکتان فومارات را نیز سنتز نموده و به‌وسیله‌ی طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) و کالریمتر روبشی تفاضلی (DSC) مورد مطالعه قراردادند.
به منظور ایجاد پیوند شیمیایی بین داربست آلومینا و پوشش، یک عامل جفت‌کننده سیلان مورد استفاده قرار گرفت. فرآیند پوشش با غوطه‌ورسازی داربست در محلول‌هایی با درصد‌های مختلف نانو هیدروکسی آپاتیت انجام شد. مورفولوژی و ساختار شیمیایی داربست‌های پوشش داده شده به‌وسیله‌ی آنالیزهای SEM و FTIR مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر SEM نشان داد که داربست از منافذ به هم پیوسته و با توزیع یکنواخت تشکیل شده بود. همچنین، توزیع هیدروکسی آپاتیت و تجمع آن در سطح داربست با افزایش درصد نانو هیدروکسی آپاتیت در پوشش افزایش یافت.
در بخش دیگر این پژوهش، داربست‌ها در شرایط آزمایشگاهی و درون بدنی حیوانی مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که این نمونه‌ها می‌توانند در تسریع ترمیم بافت استخوان‌های آسیب‌دیده نقش بسیار موثری را ایفا نمایند.
نتایج بخشی از پروژه دکترای خانم صدیقه جوقه دوست در مجله Ceramics International (جلد ۳۹، شماره ۱، ژانویه سال ۲۰۱۳) به چاپ رسیده است. علاقه‌مندان می‌توانند متن کامل این مقاله را در صفحات ۲۰۹ تا ۲۱۸ همین شماره مشاهده نمایند.
