۱۳۹۴-نرگس احمدی

نرگس احمدی

ایمیل:  narcissus_7293@yahoo.com

• کارشناسی ارشد (94-96): مشخصه­ یابی نانو ذرات (باریم-کلسیم) تیتانات و کاربرد آن در داربست نانو­لیفی کامپوزیتی پلی­وینیلیدین فلوراید-پلی­وینیل الکل برای مهندسی بافت استخوان

چکیده

ترمیم عیوب استخوانی و بازسازی بافت استخوان یکی از مهم­ترین چالش­ها در عصر حاضر محسوب می­شود. مهندسی بافت استخوان یکی از بهترین گزینه­ها برای بازسازی بافت استخوان است. امروزه کاربرد مواد هوشمند مانند مواد پیزوالکتریک جهت سرعت بخشیدن به روند ترمیم عیوب استخوانی از طریق ایجاد پالس­های الکتریکی در مهندسی بافت رو به افزایش است. هدف از پژوهش حاضر ساخت داربست نانوکامپوزیتی لیفی پلی­وینیلیدین فلوراید- پلی­وینیل الکل:باریم-کلسیم تیتانات و مشخصه­یابی آن است. در این راستا ابتدا نانوذرات باریم-کلسیم تیتانات حاوی 0، 10،20، 40 و 100 درصد مولی کلسیم جایگزین باریم به روش سل-ژل سنتز شد. با استفاده از الگوی پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، آزمون رامان و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس جایگزینی کلسیم در ساختار تایید شد. در اثر جایگزینی کلسیم در بیشتر از 10 درصد مولی، فاز ثانویه کلسیم تیتانات در کنار باریم تیتانات مشاهده شد. ضمن آنکه این جانشینی اتمی در بالاتر از 10 درصد مولی منجر به کاهش اندازه بلورک (در حدود 2/2 برابر) واندازه ذرات (در حدود 3/1 برابر) شد. جانشینی کلسیم در ساختار باریم تیتانات همچنین منجر به تغییر ثابت دی­الکتریک از 288 (در باریم تیتانات خالص) به 58 (در نمونه حاوی 100 درصد مولی کلسیم ) شد. همچنین زیست­فعالی نانوپودرها از طریق غوطه­وری در محلول شبیه­سازی شده بدن ارزیابی شد. نتایج نشان داد که وارد کردن کلسیم به ساختار باریم تیتانات تا 40 درصد مولی سبب افزایش قابل توجه زیست فعالی این ماده می­شود. علاوه بر این، تاثیر کلسیم موجود در ساختار باریم-کلسیم تیتانات بر رفتار سلول­های MG63 بررسی شد. نتایج حاصل از آزمون MTT نشان داد جایگزینی یون کلسیم در ساختار باریم تیتانات برای مقادیر مولی بالاتر از 10 درصد می­تواند سبب بهبود قابلیت رشد و تکثیر سلولی شود. بر این اساس، نتایج بدست آمده نشان داد که نانوذرات باریم-کلسیم تیتانات حاوی 10 درصد مولی کلسیم و اندازه ذرات 12±68 نانومتر دارای خواص زیستی و الکتریکی بهینه است. در بخش بعدی، داربست لیفی نانوکامپوزیتی پلی­وینیلیدین فلوراید- پلی­وینیل الکل: باریم-کلسیم تیتانات به روش الکتروریسی ساخته و مشخصه­یابی شد. همچنین اثر افزودن غلظت­های مختلف نانوذرات باریم-کلسیم تیتانات (1،0، 2 و5 درصد وزنی) بر تغییرات مورفولوژی، خواص مکانیکی و زیستی داربست­های لیفی، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزودن نانوذرات باریم-کلسیم تیتانات تا پنج درصد وزنی سبب افزایش دو برابری قطر الیاف(از 41±382 نانومتر به 129±778 نانومتر) و افزایش 3/1 برابری زاویه ترشوندگی با آب نسبت به نمونه خالص پلی­وینیلیدین فلوراید- پلی­وینیل الکل شد. همچنین به دلیل کلوخه­ای شدن ذرات باریم-کلسیم تیتانات در ساختار داربست بیش­ترین استحکام در نمونه حاوی یک درصد وزنی نانوذره (65/4±8/1مگاپاسکال) مشاهده شد. به­علاوه حضور نانوذرات باریم-کلسیم تیتانات در زمینه داربست تهیه شده سبب القای خاصیت زیست­فعالی به آن شد. لازم به ذکر است با توجه به نتایج آزمون سمیت سلولی بالاترین درصد زیست­پذیری( 3±136 درصد کنترل)در داربست حاوی یک درصد وزنی از نانو ذرات پس از گذشت هفت روز از کاشت سلول­های استخوانی MG63 مشاهده شد. همچنین با افزایش میزان نانوذرات باریم-کلسیم تیتانات (از 1 به 5 درصد وزنی) در ساختار داربست لیفی پلی­وینیلیدین فلوراید-پلی­وینیل الکل : باریم-کلسیم تیتانات قابلیت چسبندگی سلول­های استخوانی MG63 افزایش یافت. بر این اساس داربست لیفی نانو کامپوزیتی پلی­وینیلیدین فلوراید- پلی­وینیل الکل: باریم-کلسیم تیتانات می­تواند داربست مناسبی جهت ترمیم عیوب استخوانی در مهندسی بافت استخوان باشد.