تقویت موادکاشتنی استخوانی با نانو

تدبیر24: شهره خرسند، دانشجوی دکترای مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان و محقق طرح اظهار کرد: به دلیل خواص مکانیکی ضعیف بیوسرامیک هیدروکسی آپاتیت، تحقیقات فراوانی جهت بالابردن استحکام شکست آن انجام شده است. از جمله راه‌های مطلوب، تقویت ساختار آن با افزودن تقویت کننده‌های نانومتری سرامیکی با چقرمگی و مقاومت سایشی بالا نظیر آلومینا است.

وی خاطرنشان کرد: در این مطالعه سعی شده تا با ساخت هیدروکسی آپاتیت نانومتری و تقویت آن با ذرات نانومتری آلومینا محصولی تولید شود که به بافت طبیعی و معدنی استخوان شبیه و با آن سازگار باشد. به علاوه خواص مکانیکی آن به نحوی بهینه سازی شود که قابلیت اعمال بار مکانیکی نظیر بافت استخوان را داشته باشد.

وی افزود: نانوکامپوزیت هیدروکسی آپاتیت- آلومینای ساخته شده دارای محدوده ابعادی بین 25 تا 90 نانومتر است. نتایج این پژوهش نشان داد که محصول به دست آمده از نظر خواص فیزیکی و شیمیایی ماده‌ی مناسبی برای کاربرد در مجاورت بافت استخوان محسوب می‌شود.

محقق طرح تصریح کرد: کاهش هزینه، سادگی و سرعت تولید این نانوکامپوزیت از مزایای روش تولیدی پیشنهادی محسوب می‌شود.

این پژوهشگر در ادامه اظهار امیدواری کرد که پس از ارزیابی‌های تکمیلی برون تنی و درون تنی و حصول نتایج مناسب، بتوان کاشتنی‌های فلزی را با این ماده پوشش داد و با ایجاد یکپارچگی کافی با بافت استخوانی مجاور، آن را در محل کاشت تثبیت کرد. لازم به ذکر است اکثر مواد کاشتنی اصلاح نشده، معمولاً پس از مدتی از کشت دچار شل شدگی و ریز جابجایی در محل کاشت می‌شوند. این ماده همچنین برای ترمیم بافت استخوان و پر کردن حفرات و نقص‌های کوچک استخوانی نظیر استخوان فک و صورت نیز قابل استفاده است.

خرسند خاطرنشان کرد: در این کار ابتدا کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت- آلومینا با ساختار نانومتری به روش سل ژل تهیه شد. نمونه‌های تولید شده دارای مقادیر متفاوتی از نانوذرات تقویت کننده‌ی آلومینا بودند. در ادامه، اثر مقادیر مختلف آلومینا بر ساختار، خواص مکانیکی و خواص شیمیایی محصول مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور از آزمون‌هایی نظیر SEM و XRD استفاده شده است.

محقق طرح تصریح کرد: خواص مکانیکی بیوسرامیک هیدروکسی آپاتیت، با افزودن ذرات نانومتری آلومینا بهبود می‌یابد. به علاوه نانو کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت- آلومینای ساخته شده دارای ساختاری همگن بود که اثر مناسبی بر رفتار سلول‌ها و اتصال آن‌ها، به دلیل افزایش سطح به حجم خواهد داشت.

بر اساس این گزارش، این پژوهش در قالب یک پایان‌نامه در مقطع کارشناسی به انجام رسیده است.

نتایج این طرح تحقیقاتی که حاصل همکاری شهره خرسند، دکتر محمد حسین فتحی عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان و همکارانشان است، در مجله‌ی بین‌المللی Minerals منتشر شده است.