تهیه‌ی فوم‌های نانوساختار زیست‌سازگار به کمک فرایند قالب‌ریزی ژل

تهیه‌ی فوم‌های نانوساختار زیست‌سازگار به کمک فرایند قالب‌ریزی ژل

 محققان دانشگاه صنعتی اصفهان موفق به تولید فوم‌های نانوساختار از جنس هیدروکسی‌آپاتیت و شیشه‌ی زیست‌فعال برای کاربرد در مهندسی بافت و سیستم‌های انتقال دارو شدند.

مهندس حامد قمی، کارشناس ارشد رشته‌ی مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان، در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد فناوری نانو گفت: «کامپوزیت‌ها امکان ایجاد داربست‌های زیست‌فعال و زیست‌اضمحلال‌پذیر با خواص فیزیکی و مکانیکی مناسب را فراهم می‌کنند، به‌علاوه مواد کامپوزیتی می‌توانند به‌گونه‌ای مهندسی شوند که نرخ جذب آنها در بدن برابر با نرخ شکل‌گیری بافت جدید گردد. در این پژوهش با توجه به مزایای بیوسرامیک‌های نانوساختار و فر‌ایند قالب‌ریزی ژل تلاش بر تولید، مشخصه‌یابی و ارزیابی فوم‌های نانوساختار از جنس هیدروکسی‌آپاتیت و شیشه‌ی زیست‌فعال برای کاربرد در مهندسی بافت و سیستم‌های انتقال دارو متمرکز شد».

وی درباره‌ی چگونگی تهیه‌ی این فوم‌ها گفت: «در این مطالعه، نانوپودرهای هیدروکسی‌آپاتیت و شیشه‌‌ی زیست‌فعال به روش سل-ژل تولید شد و فوم‌های کامپوزیتی از نانوپودرهای به‌دست آمده، به‌روش قالب‌ریزی ژل تهیه شد. به‌منظور تهیه فوم‌های متخلخل، پودرهای سرامیکی مورد نظر با نسبت تعیین شده در آسیاب گلوله‌ای مخلوط شد. پودرهای تهیه شده با استفاده از تری‌پلی‌فسفات‌سدیم به‌عنوان عامل پراکنده‌کننده به آب دی‌یونیزه اضافه شد. همچنین به‌صورت مجزا پودر آگروس به‌عنوان عامل ژل‌ساز با حرارت دادن در آب حل شد. محلول آگروس تهیه شده در دمای بالا به مخلوط سرامیکی اضافه شد. مخلوط روان تهیه شده با اضافه کردن ترجیتل به‌عنوان عامل فعال‌کننده‌ی سطحی تحت هم‌زدن شدید با هم‌زن مکانیکی حباب‌دار شد و در داخل قالب‌ ریخته شد و تا دمای صفر درجه‌ی سانتی‌گراد سرد شد تا واکنش ژله‌ای شدن تکمیل شود. فوم‌های حاصل پس از خارج‌ نمودن از قالب، در معرض خشک‌کردن و تفجوشی قرار گرفت».

مهندس قمی ابراز داشت: «نتایج به‌دست آمده، تولید موفقیت‌آمیز فوم کامپوزیتی نانوساختار از جنس هیدروکسی‌آپاتیت و شیشه‌ی زیست‌فعال را نشان داد. فوم کامپوزیتی نانوساختار تولید شده به‌خاطر میزان تخلخل بالا (بالاتر از 84 درصد)، تخلخل‌های به‌هم مرتبط، اندازه حفره‌ی مناسب (100 تا400 میکرومتر)، استحکام مناسب (78/2 مگاپاسکال)، ساختار نانو (اندازه دانه‌ی کمتر از 50 نانومتر) و مساحت سطح مخصوص بالا (65/40 متر مربع بر گرم)، می‌تواند به‌عنوان یک گزینه‌ی نویدبخش به‌منظور استفاده در کاربردهای مهندسی بافت مطرح شود».

گفتنی است که فوم‌های به‌دست آمده دارای ترکیب شیمیایی شبیه به بخش معدنی استخوان بوده و با تغییر نسبت هیدروکسی‌آپاتیت به شیشه‌ زیست‌فعال می‌توان به نرخ کنترل‌شده‌ای از میزان زیست‌فعالی و زیست‌اضمحلالی که برای کاربردهای مختلف مورد نیاز است، دست یافت.

مهندس قمی افزود: «فوم‌های کامپوزیتی تولید شده می‌تواند به‌گونه‌ای مهندسی شود که نرخ جذب آنها در بدن برابر با نرخ شکل‌گیری بافت جدید گردد. همچنین ساختار نانو فوم تولید شده باعث افزایش سطح مخصوص فوم تولیدی در مقایسه با فوم‌های میکرونی می‌گردد که این امر باعث تسریع واکنش‌ها در بدن و همچنین همبندی بیشتر این فوم‌ها با استخوان می‌شود».

وی گام بعدی این کار تحقیقاتی را انجام آزمون‌های کشت سلول، زیست سازگاری، مطالعات در بدن موجود زنده و آزمایش‌های مربوط به نحوه‌ی رهایش دارو عنوان کرد.

محقق پژوهش در پایان گفت: «فوم‌های تولید شده می‌توانند به عنوان گزینه‌ای مناسب و نویدبخش به منظور استفاده در کاربردهای مهندسی بافت مخصوصاً کاربردهایی که نیاز به تحمل بار ندارند، مثل حامل‌های دارو (داروهایی مثل آنتی‌بیوتیک‌ها و به خصوص داروهای ضد سرطان که امکان استفاده از آن از طریق دهانی وجود ندارد) و سلول مطرح شوند. همچنین به منظور پر کردن نواقص استخوانی می‌توان از این فوم‌ها استفاده نمود».

جزئیات این پژوهش -که در قالب پایان‌نامه‌ی کارشناسی ارشد آقای حامد قمی با راهنمایی دکتر محمدحسین فتحی، استاد دانشکده‌ی مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان و دکتر حسین ادریس، دانشیار دانشکده‌ی مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شده‌است- در مجله‌یCeramics International (جلد 37، صفحات 1824-1819، سال 2011) و مجله‌یJournal of Sol-Gel science and Technology (جلد 58، صفحات 50-42، سال 2011) منتشر شده‌است.

 

فیروز رضائی ; ٩:٤٩ ‎ق.ظ ; ۱۳٩٠/٥/۳٠