توصيفگر ها :
مهندسي بافت , الكتروريسي , پلي كاپرولاكتون , نانو ذرات بغداديت
چكيده فارسي :
در اين مطالعه مواد اوليه مورد نياز، ساخت و خواص داربستهاي ليفي پليكاپرولاكتون- بغداديت مورد بررسي و بحث قرار ميگيرد. براي
ساخت داربستهاي ليفي، از فرايند الكتروريسي استفاده ميشود. در ميان پليمرهاي تخريبپذير پلي كاپرولاكتون به دليل خواص مكانيكي
مناسب، كاربرد وسيعتري در طراحي و ساخت كاشتنيها يافته است. در اين پژوهش ابتدا پودر بغداديت با روش سل-ژل سنتز شد و سپس
غلظت بهينهي محلول پليمري پليكاپرولاكتون در حلالهاي فرميك اسيد و استيك اسيد بدست آمد، الياف بدست آمده يكنواخت بوده و
كلوخه شدن، قطره و مهرهاي شدن در اين الياف مشاهده نميشود. در ادامه داربستهاي ليفي پليكاپرولاكتون- بغداديت به مقدار ،1 3 و 5
درصد وزني براي بررسي مورفولوژي، ميانگين اندازه قطر الياف، آبدوستي، تخلخل، خواص مكانيكي، زيست تخريب پذيري و زيست فعالي
مورد بررسي قرار گرفت. با اضافه كردن نانو پودر بغداديت به داربست پليكاپرولاكتون خالص، ميانگين اندازه قطر الياف كاهش يافت.
همچنين با بيشتر شدن مقدار نانو پودر بغداديت در داربستهاي ليفي، ميزان زاويه ترشوندگي نيز كاهش يافت. با استفاده از آزمونهاي
XRD، EDS ، FTIR و MAP حضور نانو ذرات سراميكي در داربستهاي ليفي تاييد شد.از معايب پليمرهاي مصنوعي ميتوان به
آبگريز بودن آنها اشاره كرد، كه با افزايش نانو پودر بغداديت به الياف پليكاپرولاكتون خالص مقدار زاويه ترشوندگي از 93/20 درجه به
70/53 درجه كاهش پيدا كرد. با اضافه شدن نانو پودر بغداديت به داربست پليمري پليكاپرولاكتون خواص مكانيكي داربستهاي ليفي
بهبود يافت، بطوريكه در الياف پليكاپرولاكتون خالص استحكام كششي 0/2 ± 2/08 مگاپاسكال بود و سپس با افزايش نانو پودر بغداديت
تا 3 درصد وزني به مقدار 0/1 ± 2/67 رسيد و با افزايش مقدار استحكام كششي، ضريب كشساني الياف نيز از 0/02 ± 5/40 مگاپاسكال به
0/1 ± 30/57 مگاپاسكال افزايش يافت و از طرفي ديگر با افزايش مقدار نانو ذرات بغداديت به 5 درصد وزني، درصد كرنش شكست از
7/8 ± 51/50 درصد به 5/1 ± 8/30 درصد كاهش پيدا كرد. در نرخ تخريبپذيري زيستي، در الياف داراي بيشترين مقدار درصد وزني
نانو پودر بغداديت، تخريبپذيري بيشتري مشاهده شد. همچنين در بحث زيست فعالي،با اضافه كردن نانو ذرات سراميكي بغداديت، خواص
زيست فعالي بهبود يافت تا جايي كه هيدروكسي آپاتيت بر روي سطح داربستها تشكيل شد. حضور هيدروكسي آپاتيتها با توجه به
مورفولوژي سطح داربستها، آزمون EDS، تغييرات pH و آناليز ICP نيز تاييد شد. با توجه به آزمايشات انجام شده الياف پلي-
كاپرولاكتون- 3 درصد وزني بغداديت خواص فيريكي مناسبي از نظر مورفولوژي الياف و اندازه قطر الياف را دارا ميباشد و خواص مكانيكي
مطلوبي را دارا ميباشد. از جهت زيستفعالي الياف پليكاپرولاكتون- 3 درصد وزني بغداديت نيز قابليت تشكيل هيدروكسي آپاتيت بر
روي سطح و همچنين تخريبپذيري مناسبي از خود نشان داد. در نهايت با توجه به خواص گفته شده، الياف پليكاپرولاكتون- 3 درصد
وزني بغداديت به عنوان نمونه بهينه برگزيده شد و ميتواند نمونه مناسبي براي كاربردهاي مهندسي بافت به جهت ترميم عيوب استفاده شود.
چكيده انگليسي :
In this study, the required raw materials, construction and properties of poly-caprolactone-Baghdadite fibrous
scaffolds are investigated and discussed. Electrospinning process was used to make fibrous scaffolds. Among
the degradable polymers, polycaprolactone has been widely used in the design and construction of implants
due to its suitable mechanical properties. In this research, Baghdadite powder was first synthesized by sol-gel
method and then the optimum concentration of poly-caprolactone polymer solution was obtained in formic
acid and acetic acid solvents. was observed in these fibers. In the following, poly-caprolactone-Baghdadite
fibrous scaffolds in the amount of 1, 3 and 5% by weight were investigated to check the morphology, average
diameter of the fibers, hydrophilicity, porosity, mechanical properties, biodegradability and bioactivity. By
adding baghdadite nano powder to the pure poly-caprolactone scaffold, the average diameter of the fibers
decreased. Also, with the increase in the amount of Baghdadite nano powder in the fibrous scaffolds, the
amount of wetting angle also decreased. Using XRD, EDS, FTIR and MAP tests, the presence of ceramic
nanoparticles in fibrous scaffolds was confirmed. Among the disadvantages of synthetic polymers, we can
mention their hydrophobicity, which increases with the addition of Baghdadite nano powder to poly fibers.
Pure caprolactone decreased the wetting angle value from 93.20 degrees to 70.53 degrees. By adding
Baghdadite nano powder to the polycaprolactone polymer scaffold, the mechanical properties of fibrous
scaffolds were improved, so that in pure polycaprolactone fibers, the tensile strength was 2.08 ± 0.2 MPa, and
then with the increase of Baghdadite nano powder up to 3% by weight reached the value of 2.67 ± 0.1, and
with the increase in tensile strength, the elasticity coefficient of the fibers also increased from 5.40 ± 0.02 MPa
to 30.57 ± 0.1 MPa, and on the other hand, with the increase in the amount of nanoparticles Baghdadite to 5%
by weight, the percentage of failure strain decreased from 51.50% ± 7.8% to 8.30% ± 5.1%. In the rate of
biodegradability, more degradability was observed in fibers with the highest weight percentage of Baghdadite
nano powder. Also, in the discussion of bioactivity, by adding Baghdadite ceramic nanoparticles, the
bioactivity properties were improved until hydroxyapatite was formed on the surface of the scaffolds. The
presence of hydroxyapatites was also confirmed according to the surface morphology of scaffolds, EDS test,
pH changes and ICP analysis. According to the tests done, poly-caprolactone-3 weight percent Baghdadite
fibers have good physical properties in terms of fiber morphology and fiber diameter, and it has good
mechanical properties. Poly-caprolactone-3 weight percent Baghdadite fibers also showed the ability to form
hydroxyapatite on the surface as well as good degradability. Finally, according to the mentioned properties,
Baghdadite poly-caprolactone-3% by weight fibers were chosen as the optimal sample and can be used as a
suitable sample for tissue engineering applications to repair defects.
