شماره راهنما :
1140 دكتري
عنوان :
ساخت و مشخصه يابي داربست نانوساختار مغناطيسي آهن- هارديستونايت جهت كاربردهاي همزمان مهندسي بافت استخوان و فراگرمايي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مواد
صفحه شمار :
دوازده، ۱۱۱ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
رحمت الله عمادي، محمد حسين فتحي
توصيفگر ها :
فراگرمايي , هارديستونايت , رهايش دارو , داربست , مهندسي بافت استخوان
استاد داور :
مهشيد خرازيها، شيدا لباف، شقايق حق جوي جوانمرد
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/12/05
كد ايرانداك :
ID1140 دكتري
چكيده فارسي :
چكيده فراگرمايي و رهايش هدفمند داروهاي درمان سرطان به عنوان روش موثر درماني در از بين بردن سلول هاي سرطاني معرفي شدهاند يكي از سرطانهاي شايع سرطان بافت استخواني ميباشد كه بعد از برداشتن تومور منطقه نقص وسيعي در استخوان حاصل ميشود فضاي خالي حاصل از برداشت بافت سرطاني ميبايست توسط داربستهاي مناسب پر شوند در اين موارد استفاده از داربستهايي كه عالوه بر قابليت مهندسي بافت استخواني داراي توانايي رهايش داروهاي درمان سرطان و فراگرمايي باشد ميتواند از رشد مجدد سلولهاي سرطاني به طرز قابل توجهي جلوگيري نمايد بدين منظور داربست بعد از ايفاي نقش به عنوان حامل دارو و عامل فراگرمايي ميبايست در نقش پشتيبان رشد سلولهاي استخواني داراي قابليت زيستسازگاري بااليي باشد در سالهاي اخير نانوذرات مغناطيسي اكسيد آهن همچون مگنتيت و مگهمايت جهت فراگرمايي براي از بين بردن سلولهاي سرطاني مورد استفاده قرارگرفتهاند قابليت زيستسازگاري و عملكرد طوالنيمدت نانوذرات اكسيد آهن همچنان مورد بحث ميباشد و تالش براي افزايش زيستسازگاري اين نانوذرات چالشي براي محققان در سالهاي اخير ميباشد ساخت و توسعه مواد زيست فعال و زيستسازگار همچون هارديستونايت Ca2ZnSi2O7 HT با قابليت مغناطيسي و توانايي رهايش دارو به خوبي ميتواند نيازهاي الزم جهت فراگرمايي و رهايش هدفمند دارو را برآورده نمايد هدف از پژوهش حاضر ساخت داربست نانوساختار مغناطيسي زيست سازگار جهت كاربردهاي همزمان مهندسي بافت استخواني رهايش دارو و فراگرمايي در صورت قرارگيري در ميدان مغناطيسي متناوب براي از بين بردن سلولهاي سرطاني ميباشد بدين منظور در ابتدا با استفاده از فرايند سل ژل يون آهن در ساختار سراميكي هارديستونايت جايگزين و پودر مغناطيسي آهن هارديستونايت با تركيبهاي شيميايي Ca1 75Fe1 25ZnSi2O7 1 25Fe HT و Ca1 85Fe1 15ZnSi2O7 1 15Fe HT ساخته شد سپس با استفاده از روش كپيبرداري داربستهاي مغناطيسي چندمنظوره هارديستونايت جهت كاربردهاي همزمان فراگرمايي رهايش هدفمند داروهاي درمان سرطان و مهندسي بافت گسترش يافتند آزمونهاي پراش پرتوي ايكس ميكروسكوپ الكتروني روبشي و عبوري آزمونهاي سنجش استحكام فشاري و ارزيابي زيستفعالي بررسي رهايش دارو و آزمون كشت سلول جهت ارزيابي خواص پودر و داربست ساخته شده انجام گرفتند نتايج نشان داد كه داربستهاي Fe HT زيستفعال بوده و داراي 58 48 درصد حجمي تخلخلهاي به يكديگر متصل ميباشند استحكام فشاري داربست 1 25Fe HT در محدوده 2 1 5 2 مگا پاسكال ميباشد كه به دليل قرارگيري در محدوده استحكام فشاري استخوان اسفنجي آن را براي جايگزيني اين نوع استخوان مناسب نشان ميدهد استحكام فشاري داربست 1 25Fe HT بعد از 112 ساعت غوطهوري در محلول شبيهسازي شده بدن به آرامي و در حدود 8 1 مگاپاسكال كاهش مييابد كه نشاندهنده توانايي باالي اين نوع داربست براي تامين نيازهاي جايگزين نواقص استخواني ميباشد نمونه 1 25Fe HT بدون حضور مگنتيت و يا مگهمايت به عنوان فاز ثانويه با مغناطش اشباع و باقي مانده به ترتيب 1 14 emu g و 1 23 emu g داراي قابليت مغناطيسي ميباشد داروي سيسپالتين در داربستهاي مغناطيسي هارديستونايت بارگذاري شده و نتايج آزمون رهايش دارو حاكي از رهايش حدود 18 درصد داروي سيسپالتين در 42 ساعت اوليه غوطهوري داربست حامل دارو در محلول شبيهسازي شده بدن است نتايج كشت سلول حاكي از زيستسازگاري باالي داربستهاي مغناطيسي Fe HT سنتز شده در مواجهه با سلولهاي بنيادي مزانشيمي MSCs و توانايي باالي داربست 1 25Fe HT در از بين بردن سلولهاي سرطاني مشتق شده از استئوساركوماي استخوان 2 Saos با حضور ميدان مغناطيسي خارجي ميباشد نتايج اين تحقيق داربستي زيستسازگار را به عنوان كانديدي مناسب جهت كاربردهاي همزمان مهندسي بافت استخواني فراگرمايي جهت از بين بردن سلولهاي بدخيم سرطاني و رهايش هدفمند داروهاي درمان سرطان معرفي ميكند كلمات كليدي فراگرمايي هارديستونايت رهايش دارو داربست مهندسي بافت استخوان
چكيده انگليسي :
Fabrication and Characterization of Multifunctional Magnetic Fe Hardystonite Scaffold for Bone Tissue Engineering and Hyperthermia Applications Ali Farzin a farzin@ma iut ac ir Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree PhD Language Farsi Supervisor Rahmatollah Emadi remadi@cc iut ac ir Mohammadhossein Fathi fathi@cc iut ac ir AbstractHyperthermia and local drug delivery have been proposed as potential therapeutic approaches forkilling cancer cells The development of bioactive materials such as Hardystonite HT withmagnetic and drug delivery properties can potentially meet this target This new class of magneticbioceramic can replace the widely used magnetic iron oxide nanoparticles whose long termbiocompatibility is not clear Magnetic HT can be potentially employed to develop new ceramicscaffolds for bone surgery and anticancer therapies With this in mind a synthesis procedure wasdeveloped to prepare multifunctional bioactive scaffold for tissue engineering hyperthermia anddrug delivery applications To this end at the first unique nanosized designed ceramic powders Fedoped hardystonite Fe HT with the chemical composition of Ca1 85 Fe0 15 ZnSi2O7 0 15Fe HT and Ca1 75 Fe0 25ZnSi2O7 0 25Fe HT were synthesized by the sol gel method Next multifunctional bioactive Fe3 containing HT scaffolds were prepared by sol gel method Theeffect of Fe on biological magnetic and drug delivery properties of HT scaffolds wereinvestigated The results showed that obtained Fe HT scaffolds are bioactive and magnetic with nomagnetite or maghemite as secondary phases Hyperthermia evaluation study cell viability assays live dead staining and real time observation of cells in contact with the synthesized Fe HTscaffolds were performed The results showed that the 0 25Fe HT scaffolds have goodhyperthermia ability and high cell viability and biocompatibility potentials The live and deadassay shows that 0 25Fe HT scaffold in the presence of alternating magnetic field has good abilityfor killing cancer cells The Fe HT scaffolds obtained also possessed high specific surface areasand demonstrated sustained drug delivery These results potentially open new aspects forbiomaterials aimed at regeneration of large bone defects caused by malignant bone tumors througha combination of hyperthermia local drug delivery and osteoconductivity
استاد راهنما :
رحمت الله عمادي، محمد حسين فتحي
استاد داور :
مهشيد خرازيها، شيدا لباف، شقايق حق جوي جوانمرد
