پژوهشگران ایرانی با استفاده از مواد نانوساختار بیوسرامیکی در اصلاح آلیاژهای کاشتنی، موفق به ارائه‌ی مواد کاشتنی قابل جذب برای کاربردهای ارتوپدی، فک و صورت شدند. این مواد که در مرحله‌ی آزمایشگاهی است، سرعت بازسازی و ترمیم استخوان شکسته شده را افزایش می‌دهد. علاوه‌بر این نیاز به خروج مواد کاشتنی از بدن را مرتفع و از پدیده‌ی تنش سپری که منجر به پوک شدن و ضعف بافت استخوان می‌شود، جلوگیری می‌کند.
اصفهان: ساخت مواد کاشتنی قابل جذب برای کاربردهای ارتوپدی
در سال‌های اخیر، تلاش‌های زیادی برای ساخت مواد کاشتنی قابل جذب برای کاربردهای ارتوپدی و فک و صورت به عمل آمده تا بتوان عمل جراحی مجدد برای خارج کردن مواد کاشتنی را حذف نمود. در این راستا، آلیاژهای پایه منیزیم توجه ویژه‌ای را به خود جلب کرده‌اند. این مواد در مقایسه با سرامیک‌ها، دارای انعطاف پذیری بیشتر، در مقایسه با پلیمرها، دارای استحکام بالاتر و در مقایسه با فلزات، ضریب کشسانی نزدیک‌تری به بافت طبیعی استخوان دارند. اما عیب اصلی این آلیاژها سرعت بالای خوردگی آن‌هاست که تولید گاز هیدروژن و تخریب بافت میزبان را به دنبال دارد. با پوشش‌دهی این آلیاژ، علاوه‌بر بهبود مقاومت به خوردگی، می‌توان با افزایش زیست فعالی، شرایط را برای ترویج استخوان‌سازی، به منظور تسریع در بهبود منطقه‌ی آسیب دیده نیز فراهم کرد. بیوسرامیک‌های سیلیکاتی حاوی کلسیم و منیزیم نیز، از مهم‌ترین موضوعات تحقیق در بیومواد و مهندسی بافت محسوب می‌شوند که دیوپسید از معروف‌ترین آن‌هاست.
هدف اصلی از انجام تحقیق حاضر بهینه‌سازی رفتار خوردگی، زیست فعالی و زیست سازگاری آلیاژ منیزیم با استفاده از پوشش دیوپسید با روش آندایز پلاسمایی/رسوب الکتریکی ذرات معلق بود. از جمله کاربردهای دستاوردهای این پژوهش می‌توان به جراحی ارتوپدی و فک و صورت به منظور ترمیم شکستگی‌های استخوانی با استفاده از مواد کاشتنی زیست تخریب‌پذیر (جذبی) اشاره کرد. در این صورت عمل جراحی مجدد برای خارج کردن مواد کاشتنی حذف خواهد شد. همچنین بازسازی بافت استخوان نیز با سرعت بیشتری انجام خواهد گرفت.
دکتر مهدی رضوی، فارغ التحصیل دکترای تخصصی بیومواد دانشگاه صنعتی اصفهان- دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، در توضیحاتی گفت: «ارائه‌ی مواد کاشتنی زیست تخریب‌پذیر (جذبی) برای غلبه بر مشکلات مواد کاشتنی دائمی از اهداف این پژوهش بوده است. در این راستا نانوساختار دیوپسید به علت نسبت سطح به حجم بالاتر مورد استفاده قرار گرفت. بهبود خواص زیست فعالی و چسبندگی سلولی با استفاده از تهیه‌ی پوشش نانوساختار و مشابهت ساختاری ایجاد شده با بافت میزبان در مقایسه با مواد میکرو ساختار از جمله دستاوردهایی است که در این نانوساختار به‌دست آمده است.»
در این پژوهش، نانوپودر بیوسرامیکی دیوپسید با روش سل- ژل و آلیاژسازی مکانیکی تولید و با روش آندایز پلاسمایی/رسوب الکتریکی ذرات معلق بر روی سطح آلیاژ منیزیم AZ91 پوشش داده شدند. مشخصه‌یابی پودر تولید شده به‌وسیله‌ی پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) انجام شد. ارزیابی زیست سازگاری نمونه‌ها در دو مرحله‌ی آزمون کشت سلول و آزمون حیوانی (کاشت آن‌ها در استخوان گریتر تروچنتر خرگوش) انجام شد.
رضوی، دستیار تحقیقاتی مرکز تحقیقات هلمریک دانشگاه ایالتی اوکلاهومای آمریکا، در ادامه‌ی توضیحات خود به نتایج این پژوهش اشاره کرده و گفت: «نتایج حاصل از ارزیابی‌های زیست تخریب پذیری، زیست فعالی و زیست سازگاری حاصل از آزمون‌های آزمایشگاهی برون تنی (in vitro) و آزمون‌های درون تنی (in vivo) حیوانی نشان می‌دهد که پوشش دیوپسید کلیه خواص خوردگی، زیست فعالی و زیست سازگاری را در کنار هم و در حد بهینه‌ای برای آلیاژ منیزیم مورد نظر، تأمین کرد. لذا، آلیاژ منیزیم پوشش داده شده با دیوپسید به روش آندایز پلاسمایی/رسوب الکتریکی ذرات معلق می‌تواند انتخاب مناسبی برای کاربردهای کلینیکی آینده آلیاژهای منیزیم به عنوان مواد کاشتنی‌‌های قابل جذب در کاربردهای ارتوپدی و فک و صورت باشد.»
نتایج این کار تحقیقاتی که با تلاش دکتر مهدی رضوی و همکاران وی صورت گرفته است، در مجله Applied Surface Science (جلد ۳۱۳، ۱۵ سپتامبر سال ۲۰۱۴، صفحات ۶۰ تا ۶۶) منتشر شده است.
هدف اصلی از انجام تحقیق حاضر بهینه‌سازی رفتار خوردگی، زیست فعالی و زیست سازگاری آلیاژ منیزیم با استفاده از پوشش دیوپسید با روش آندایز پلاسمایی/رسوب الکتریکی ذرات معلق بود. از جمله کاربردهای دستاوردهای این پژوهش می‌توان به جراحی ارتوپدی و فک و صورت به منظور ترمیم شکستگی‌های استخوانی با استفاده از مواد کاشتنی زیست تخریب‌پذیر (جذبی) اشاره کرد. در این صورت عمل جراحی مجدد برای خارج کردن مواد کاشتنی حذف خواهد شد. همچنین بازسازی بافت استخوان نیز با سرعت بیشتری انجام خواهد گرفت.
دکتر مهدی رضوی، فارغ التحصیل دکترای تخصصی بیومواد دانشگاه صنعتی اصفهان- دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، در توضیحاتی گفت: «ارائه‌ی مواد کاشتنی زیست تخریب‌پذیر (جذبی) برای غلبه بر مشکلات مواد کاشتنی دائمی از اهداف این پژوهش بوده است. در این راستا نانوساختار دیوپسید به علت نسبت سطح به حجم بالاتر مورد استفاده قرار گرفت. بهبود خواص زیست فعالی و چسبندگی سلولی با استفاده از تهیه‌ی پوشش نانوساختار و مشابهت ساختاری ایجاد شده با بافت میزبان در مقایسه با مواد میکرو ساختار از جمله دستاوردهایی است که در این نانوساختار به‌دست آمده است.»
در این پژوهش، نانوپودر بیوسرامیکی دیوپسید با روش سل- ژل و آلیاژسازی مکانیکی تولید و با روش آندایز پلاسمایی/رسوب الکتریکی ذرات معلق بر روی سطح آلیاژ منیزیم AZ91 پوشش داده شدند. مشخصه‌یابی پودر تولید شده به‌وسیله‌ی پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) انجام شد. ارزیابی زیست سازگاری نمونه‌ها در دو مرحله‌ی آزمون کشت سلول و آزمون حیوانی (کاشت آن‌ها در استخوان گریتر تروچنتر خرگوش) انجام شد.
رضوی، دستیار تحقیقاتی مرکز تحقیقات هلمریک دانشگاه ایالتی اوکلاهومای آمریکا، در ادامه‌ی توضیحات خود به نتایج این پژوهش اشاره کرده و گفت: «نتایج حاصل از ارزیابی‌های زیست تخریب پذیری، زیست فعالی و زیست سازگاری حاصل از آزمون‌های آزمایشگاهی برون تنی (in vitro) و آزمون‌های درون تنی (in vivo) حیوانی نشان می‌دهد که پوشش دیوپسید کلیه خواص خوردگی، زیست فعالی و زیست سازگاری را در کنار هم و در حد بهینه‌ای برای آلیاژ منیزیم مورد نظر، تأمین کرد. لذا، آلیاژ منیزیم پوشش داده شده با دیوپسید به روش آندایز پلاسمایی/رسوب الکتریکی ذرات معلق می‌تواند انتخاب مناسبی برای کاربردهای کلینیکی آینده آلیاژهای منیزیم به عنوان مواد کاشتنی‌‌های قابل جذب در کاربردهای ارتوپدی و فک و صورت باشد.»
نتایج این کار تحقیقاتی که با تلاش دکتر مهدی رضوی و همکاران وی صورت گرفته است، در مجله Applied Surface Science (جلد ۳۱۳، ۱۵ سپتامبر سال ۲۰۱۴، صفحات ۶۰ تا ۶۶) منتشر شده است.
