ماده زیست فعال و زیست سازگار به کمک نانوذرات و با توانایی بهبود سریع‌تر آسیب‌های استخوانی به دست مهندسان پلیمر پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران طراحی و ساخته شد.
ساخت ماده زیست فعال برای بهبود سریع‌تر آسیب‌های استخوانی
ماده‌ای زیست فعال و زیست سازگار به کمک نانوذرات و با توانایی بهبود سریع‌تر آسیب‌های استخوانی به دست مهندسان پلیمر پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران طراحی و ساخته شد. این ماده علاوه‌بر داشتن قابلیت‌های سایر مواد زیست فعال، می‌تواند تکثیر و تمایز سلول‌های استخوانی را تسریع نماید.
اگرچه اثبات شده است که ذرات هیدروکسی آپاتیت باعث افزایش تکثیر و تمایز سلولی در شرایط برون تنی می‌شوند، اما تاکنون مطالعه چندانی در رابطه با اثر نانوذرات هیدروکسی آپاتیت قرار گرفته در بستر پلیمری پلی هیدروکسی آلکانوآت روی پاسخ‌های سلولی انجام نگرفته است. واضح است که تعیین اثر نانوذرات هیدروکسی آپاتیت بر رفتار سلولی بستر پلی هیدروکسی آلکانوآت اولین و مهمترین مرحله برای توسعه کاربردهای این نانوکامپوزیت‌ها است.
در این کار تحقیقاتی اثر نانوذرات هیدروکسی آپاتیت کامپوزیت شده با پلی‌استرهای تجاری ساخته شده به‌وسیله‌ی باکتری بر روی تکثیر و تمایز سلول‌های استخوانی مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج آنالیزهای بافت‌شناسی و محتوای DNA، نانوکامپوزیت‌های ساخته شده قادر بودند که به طور معنی داری تمایز و تکثیر سلول‌های استخوانی را القا نمایند و از این جهت نانوکامپوزیت‌های ساخته شده به عنوان یک گزینه مناسب برای مهندسی بافت استخوان معرفی شدند.
مهدی سادات شجاعی هدف این تحقیقات را توضیح داد: «در تحقیقات حاضر، هدف ساخت یک ماده زیست فعال و زیست سازگار بود که علاوه‌بر داشتن قابلیت‌های سایر مواد زیست فعال، بتواند تکثیر و تمایز سلول‌های استخوانی را تسریع نماید و در نتیجه امکان بهبود سریع‌ترآسیب‌های استخوانی را فراهم کند.»
دانش آموخته دکتری تخصصی مهندسی پلیمر ادامه داد: «در این تحقیق نانوذرات هیدروکسی آپاتیت با روش هیدروترمال ساخته شدند و پس از کامپوزیت کردن با پلی استرهای تجاری ساخته شده به‌وسیله‌ی باکتری (پلی هیدروکسی آلکانوآت‌ها)، خواص ساختاری (شامل خواص حرارتی و رئولوژیکی) و زیستی (شامل زیست فعالیت، چسبندگی سلولی، پخش شدگی سلولی، تکثیر سلولی و تمایز سلولی) آنها مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت نیز سازوکار‌های بهبود در پاسخ‌های سلول‌های استخوانی تجزیه و تحلیل گردید.»
یکی از مهمترین نتایج تحقیق حاضر را شاید بتوان بهبود چشمگیر در خواص زیستی نانوکامپوزیت‌های پلی هیدروکسی آلکانوآت/هیدروکسی آپاتیت در مقایسه با پلیمر خالص دانست. سادات شجاعی در تکمیل نتایج به‌دست آمده گفت: «بر اساس بررسی‌های فعالیت متابولیکی و همچنین بررسی غلظت DNA سلول‌ها، یک افزایش معنی‌دار و شدید در فعالیت متابولیکی و تکثیر سلولی برای سلول‌های استخوانی روی سطح نانوکامپوزیت‌های ساخته شده در مقایسه با پلیمر خالص مشاهد شد. همچنین بر اساس بررسی‌های بافت‌شناسی، در حالیکه هیچ تمایز سلولی معنی داری روی سطح پلیمر خالص قابل مشاهده نبود، روی سطح نانوکامپوزیت‌های با غلظت پرکننده زیاد، سلول‌های پیش استئوبلاست به طور موثری به سلول‌های استئوبلاست بالغ تمایز یافتند که دلالت‌کننده نقش موثر نانوذرات هیدروکسی آپاتیت در القای تمایز سلول‌های استخوانی است.»
با توجه به اینکه نانوکامپوزیت‌های فوق دارای زیست فعالیت افزایش یافته بوده و به طور همزمان تکثیر سلول‌های استخوانی و تمایز سلول‌های پیش استخوانی به سلول‌های استخوانی بالغ را تحریک می‌کنند، لذا به کارگیری نانوکامپوزیت‌های فوق برای ترمیم آسیب‌های استخوانی می‌تواند سرعت ترمیم استخوان را چندین برابر نسبت به نمونه‌های سنتی افزایش دهد.
نتایج این کار تحقیقاتی که به دست دکتر مهدی سادات شجاعی دانش آموخته دکتری تخصصی مهندسی پلیمر و دکتر محمدتقی خراسانی و دکتر احمد جمشیدی اعضای هیئت علمی پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران صورت گرفته است، در مجله
Materials Science and Engineering C (جلد ۳۳، شماره ۵، ۱ جولای سال ۲۰۱۳) منتشر شده است. علاقمندان می‌توانند متن کامل مقاله را در صفحات ۲۷۷۶ الی ۲۷۸۷ همین شماره مشاهده نمایند.
