15118

13597

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1398

يازده، 92ص. : مصور، جدول، نمودار

رحمت الله عمادي

مهشيد خرازيها

فتح الله كريم زاده، مهدي كاروان

1398/07/09

كتابنامه

مهندسي مواد

مهندسي مواد

1398/07/09

2564292

چکیده استخوانها به عنوان جز اصلی اسکلت بدن انسان شناخته میشوند و وظایف مهمی را بر عهده دارند از این رو سالمت ساختاری آنها در کیفیت زندگی انسان بسیار تأثیرگذار است شکست مهرهای که به دلیل پوکی استخوان به وجود میآید OVF میتواند باعث مشکالت زیادی در سالمتی و زندگی انسان ها شود ساالنه بیش از یک و نیم میلیون نفر از افرادی که پوکی استخوان دارند از شکستگی ناشی از آن رنج میبرند روش اتوگرافت یا پیوند ازخود شامل استفاده از استخوان دیگر بخشهای بدن بیمار است که یک راه رایج برای درمان آسیبهای استخوانی تلقی می شود اما به دلیل عدم وجود منابع کافی تامین کننده استخوان در بدن بیمار این روش در بسیاری از موارد ناموفق است از اینرو استفاده از علم مهندسی بافت و داربستها به عنوان یک راه حل مناسب برای بازسازی استخوان آسیب دیده مورد توجه واقع شده است هدف از پژوهش حاضر ساخت داربست نانوکامپوزیتی سهبعدی نایلون6 بغدادیت و مشخصهیابی آن است در این راستا ابتدا نانوذرات بغدادیت با استفاده از روش سل ژل سنتز شد و با استفاده از الگوی پراش پرتو ایکس میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ الکترونی عبوری مشخصهیابی شد در بخش بعدی داربستهای پلیمری با غلظتهای متفاوت نایلون6 01 51 و 81 درصد وزنی با استفاده از استخوان ماهی مرکب به عنوان قالب فداشونده ساخته شد و تاثیر غلظت پلیمری بر تغییرات مورفولوژی خواص شیمیایی و مکانیکی داربست های پلیمری مورد ارزیابی قرار گرفت نتایج حاصل نشان داد با افزایش درصد وزنی پلیمر از 01 به 81 درصد وزنی میزان تخلخل داربست از 2 09 درصد به 2 85 درصد و استحکام فشاری از 5 0 74 0 مگاپاسکال به 30 0 76 0 مگاپاسکال تغییر یافت با توجه به کاهش اندازه تخلخل و عدم خروج کامل ساختار ماهی از داربست با افزایش درصد وزنی پلیمر غلظت 01 درصد وزنی به عنوان غلظت بهینه پلیمر انتخاب شد سپس تاثیر درصدهای مختلف نانوذرات بغدادیت 3 5 و 01 درصد وزنی بر خواص مختلف داربست پلیمری بررسی شد نتایج نشان داد که با افزایش مقدار نانوذرات بغدادیت از 3 تا 01 درصد وزنی میزان تخلخل و همچنین کسر سطحی نخلخلها بهترتیب از 2 5 48 درصد تا 1 07 درصد و از 9 37 درصد تا 4 75 درصد کاهش یافت بهعالوه افزایش غلظت بغدادیت تا 01 درصد وزنی باعث افزایش استحکام فشاری و مدول فشاری بهترتیب تا 52 0 14 1 مگاپاسکال و 3 0 32 6 مگاپاسکال شد همینطور حضور نانوذرات بغدادیت باعث بهبود زیستفعالی و زیست تخریبپذیری شد الزم به ذکر است با توجه به نتایج آزمون سمیت سلولی باالترین درصد زیستپذیری 7 131 درصد کنترل در داربست حاوی 01 درصد وزنی از نانو ذرات پس از گذشت پنج روز از کاشت سلولهای استخوانی 36 MG مشاهده شد همچنین با افزایش میزان نانوذرات بغدادیت از 3 به 01 درصد وزنی قابلیت چسبندگی سلولهای استخوانی 36 MG بر سطح داربست افزایش یافت بر این اساس داربست سهبعدی نانوکامپوزیتی نایلون6 بغدادیت میتواند داربست مناسبی برای مهرههای آسیب دیده باشد و سبب تسریع بازسازی و ترمیم بافت استخوانی آسیب دیده شود کلمات کلیدی مهره کمر داربست سهبعدی استخوان ماهیمرکب قالب فداشونده بغدادیت نایلون 6

93 Fabrication and Characterization of Nylon6 Baghdadite Nanocompoite Scaffolds Using Cuttlefish Bone as a Sacrificial Template for Regeneration of Vertebrae Vida Abasian v abasian@ma iut ac ir Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranAbstractOsteoporosis as a regenerative bone disease is the most common reason of vertebral fracturesaffecting all ethnic groups as people live longer worldwide Current therapies developed forvertebral fracture include minimally invasive vertebroplasty and kyphoplasty reduce the pain andincrease the strength of vertebral bodies meanwhile these approaches face problems anddifficulties with efficacy and long term stability which pave way to the development of tissueengineering In this regard first of all Baghdadite BG nanoparticles were synthesized by sol gelmethod Using X ray diffraction pattern scanning electron microscopy and transmission electronmicroscopy In the next section the Nylon6 N6 polymer scaffolds with different concentrations 10 15 and 18 wt were made by using cuttlefish bone as a sacrificial template and the effect ofdifferent polymer concentration on the physical chemical and mechanical properties of polymerscaffolds were investigated The results show that the addition of N6 from 10 to 18 wt decreasedthe porosity from 90 3 to 58 3 and increased compressive stength from 0 47 0 5 to 0 67 0 03MPa After optimization of the polymer concentration optimized scaffolds in the terms of physical chemical and mechanical properties were selected Then effect of different amounts of BGnanoparticles 3 5 and 10 wt additionon on the properties of the optimized scaffold wasinvestigated to prepare an adequate composite scaffold for osteoporosis vertebral fracture In thisregard the effect of adding different concentration of BG on morphological changes mechanicaland biological properties of scaffolds were evaluated The results represent that the addition of BGnanoparticles up to 10 wt decreased porosity and porosity area fraction from 84 5 2 to 70 1 and from 78 2 to 57 4 respectively Also the pore area distribution and pore size of thenanocomposite scaffolds decreased because of the addition of BG nanoparticles Furthermore theBG nanopowder were homogenously distributed into the N6 as the polymer matrix In addition theincorporation of BG up to 10 wt improved the mechanical properties of the scaffolds Noticeably the compressive strength and compressive modulus enhanced to 1 41 0 25 MPa and6 23 0 3 MPa respectively In addition the presence of BG nanoparticles in the scaffold causedthe improvement of its bioactivity and degredation properies It should be noted that according tothe results of cytotoxicity test the highest biodegradability 131 7 control was observed inscaffolds containing 10wt of nanoparticles after 5 days of implantation of MG63 bone cells Also by increasing the amount of BG nanoparticles from 3 to 10 by weight in the N6 BGnanocomposite scaffold structure the adhesion of MG63 cells improved It is envisioned that theprovided N6 BG composite scaffolds might be a promising candidate for bone tissue engineeringspecially in osteoporosis vertebral fracture Keywords Vertebral body 3D scaffold Cuttlefish bone Sacrificial template Baghdadite nanopowder Nylon6

رحمت الله عمادي

مهشيد خرازيها

فتح الله كريم زاده، مهدي كاروان