عنوان :
ساخت، مشخصه‌يابي و بهينه‌سازي خواص مكانيكي، زيست‌فعالي و سلولي داربست‌هاي كامپوزيتي نانوساختار ديوپسيد- بريديجيت با پوشش ژلاتين براي كاربرد در مهندسي بافت استخوان
گرايش تحصيلي :
مهندسي پزشكي - بيومواد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي مواد
صفحه شمار :
هفده، 134ص.: مصور
يادداشت :
با همكاري دانشگاه علوم پزشكي اصفهان
استاد راهنما :
رحمت اله عمادي، شقايق حقجوي جوانمرد
استاد مشاور :
محمدحسين فتحي
توصيفگر ها :
قالب ريزي ژل , پرس پودر , نانوكامپوزيت , تخلخل , خواص مكانيكي
استاد داور :
احمد منشي، محمدحسين نصراصفهاني، محمد رفيعي نيا
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/01/24
كد ايرانداك :
ID860 دكتري
چكيده فارسي :
چکیده يکی از چالشهای اساسی در مهندسی بافت استخوان ساخت داربست با تخلخل زياد بیش از 18 و استحکام مکانیکی مناسب است داربستهای مصنوعی رايج معموال از سرامیک يا پلیمر تهیه میشود اما ترکیب بهتری از خواص با يک کامپوزيت حاصل میگردد که مزايای هر دو مادهی پلیمری و ا سرامیکی را دارا میباشد در بین زيستسرامیکهای مورد استفاده برای داربستهای مهندسی بافت سرامیکهای سیلیکاتی زيستفعال مانند ديوپسید Dp و بريديجیت Br توجه به خصوصی را در تحقیقات اخیر به خود جلب کرده است Dp و Br دارای خواص مکانیکی و زيستفعالی باال زيست سازگاری عالی و نرخ تخريب مناسب میباشند عالوه بر اين مشخص شده که محصوالت تخريب اين سرامیکها در مايعات فیزيولوژيک مانند Ca Si و Mg میتواند تکثیر و تمايز سلولهای استئوبالست را ترغیب نمايد در اين پژوهش با توجه به مزايای زيستسرامیکهای نانوساختار تالش بر تولید داربستهای کامپوزيتی نانوساختار Dp و Br به روش قالبريزی ژل و پرس پودر با فضاساز متمرکز شد به اين منظور نانوپودرهای Dp و Br به روش سل ژل و آسیابکاری مکانیکی و داربستهای نانوکامپوزيت با اضافه کردن پودر Br به پودر Dp به میزان صفر 57 15 52 و 110 درصد وزنی تولید شد داربستهای تولیدی در نهايت با محلول 1 5 7 5 5 2 و 10 درصد وزنی ژالتین به منظور بهبود چقرمگی و استحکام فشاری پوشش داده شد آزمونهای پراش پرتو ايکس XRD میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM آنالیز عنصری با تفکیک انرژی پرتو ايکس EDX و میکروسکوپ الکترونی عبوری TEM به منظور بررسی ساختار فازی مورفولوژی و توزيع اندازه حفرهها ترکیب شیمیايی و اندازه ذرات پودرهای اولیه استفاده شد میزان تخلخل نمونهها به دو روش ارشمیدس و همچنین اندازهگیری ابعاد داربستها تعیین شد آزمون فشار بر روی داربستهای استوانهای با سرعت اعمال فشار 5 1 میلیمتر بر دقیقه انجام شد آزمون طیفسنجی فروسرخ با تبديل فوريه FTIR به منظور مطالعه ساختار پوشش ژالتین قبل و بعد از ايجاد اتصاالت عرضی استفاده شد آزمون غوطهوری در محلول شبیهسازی شده بدن SBF به منظور بررسی خواص زيستفعالی و زيستاضمحاللی داربستهای تولیدی انجام گرفت و از SEM XRD FTIR و EDX برای تشخیص و تأيید تشکیل اليه آپاتیت و بررسی میزان پرشدن حفرهها استفاده شد از تکنیک طیفسنجی نشری نوری زوج پالسمای القايی ICP OES برای تعیین میزان رهايش يونهای Mg و P استفاده شد به منظور بررسی تکثیر و چسبندگی سلولی و همچنین فعالیت آلکالین فسفاتازی کشت سلول بر روی داربستها به مدت 0 3 و 2 روز با استفاده از سلول 2 Saos انجام گرفت نتايج به دست آمده نشان داد که داربستهای تولیدی دارای اندازه بلورک کمتر از 19 نانومتر است استفاده از فضاساز NaCl يک ساختار متخلخل يکنواخت با حفرههای باز کروی 911 611 m را در مقابل استفاده از فضاساز 3 NH4HCO که دارای مورفولوژی حفرههای نامنظم 051 911 m میباشد نشان داد داربستهای تولید شده توسط روش قالبريزی ژل توزيع اندازه حفره وسیعی 711 811 m را نشان داد داربستهای کامپوزيتی نانوساختار Br Dp تولید شده دارای تخلخل کل 38 تا 68 و تخلخل باز 18 تا 98 درصد میباشد اعمال پوشش پلیمری با محلول 5 درصد وزنی ژالتین منجر به افزايش تقريباا 3 تا 9 3 برابری استحکام فشاری و 2 5 تا 2 2 برابری چقرمگی میگردد در حالی که کاهش تخلخل کل حداکثر 2 درصد میباشد همچنین اعمال پوشش پلیمری با محلول 5 7 درصد وزنی ژالتین منجر به افزايش تقريباا 4 0 تا 7 7 برابری استحکام فشاری و 7 3 تا 2 3 برابری چقرمگی میگردد در حالی که کاهش تخلخل کل حداکثر 9 درصد میباشد استحکام فشاری داربستهای تولیدی با تخلخل کل بیش از 12 درصد در محدوده 84 1 تا 76 9 مگاپاسکال است که در محدوده استحکام فشاری استخوان اسفنجی میباشد نتايج آزمون غوطهوری در محلول SBF زيستفعالی و زيستاضمحاللی باالی داربستهای تولیدی را تأيیدکرد نتايج آزمون کشت سلولی چسبندگی تکثیر سلولی و فعالیت آلکالین فسفاتازی باالی داربستهای تولیدی را نشان داد ساختار نانو داربستهای تولیدی و میکروتخلخلهای موجود در ساختار داربست منجر به ايجاد مساحت سطح مخصوص زياد میشود که میتواند باعث افزايش زيستفعالی رهايش محصوالت يونی و چسبندگی سلولی گردد داربستهای کامپوزيتی نانوساختار جديد تولید شده در اين مطالعه میتواند کانديد مناسبی برای ترمیم و بازسازی استخوان در مهندسی بافت استخوان باشد کلمات کلیدی ديوپسید بريديجیت ژالتین قالبريزی ژل پرس پودر داربست نانوکامپوزيت تخلخل خواص مکانیکی مهندسی بافت
چكيده انگليسي :
Fabrication Characterization and Improvement of Mechanical Bioactivity and Cellular Properties of Nanostructure Diopside Bredigite Composite Scaffolds by Gelatin Coating for Application in Bone Tissue Engineering Hamed Ghomi چکیده انگلیسی hamed ghomi@ma iut ac ir January 17 2016 Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran 1st Supervisor Rahmatollah Emadi3 2nd Supervisor Shaghayegh Haghjooy Javanmard2 Mohammadhossein Fathi1 Advisor Keyvan Raeissi9 Department Graduate Coordinator Abstract Diopside Dp and bredigite Br ceramics with their biodegradable and bioactive characteristics can be the very good candidates in making tissue engineering scaffolds however few studies have been conducted in this area In this study for the first time 3D macroporous nanostructure Dp Br composite scaffolds by gelatin coating were fabricated using the space holder and gelcasting techniques The results showed the successful fabrication of highly porous scaffolds 53 85 porosity with macropore sizes in the range of 150 800 m and compressive strength in the range of 0 98 8 17 MPa The prepared scaffolds with appropriate mechanical strength and pore size and good bioactivity and biocompatibility properties could satisfy the criteria required for an ideal scaffold in tissue engineering applications Keywords Diopside Bredigite Gelatin Gelcasting Space holder Scaffold Nanocomposite porosity Mechanical properties tissue engineering Introduction One of the significant challenges in bone tissue engineering is the fabrication of highly porous scaffolds 80 with interconnected pores and appropriate mechanical strength Commonly available synthetic scaffolds made of ceramic or polymer but a better combination of properties can be achieved with a composite or multi component structure Using composites is a method to take advantage of both polymer and ceramic qualities 3 Associate Professor Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan Iran 7 Associate Professor Department of physiology Applied Physiology Research Center Isfahan Cardiovascular Research Institute Isfahan University of Medical Sciences 3 Professor Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan Iran 9 Associate Professor Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan Iran
استاد راهنما :
رحمت اله عمادي، شقايق حقجوي جوانمرد
استاد مشاور :
محمدحسين فتحي
استاد داور :
احمد منشي، محمدحسين نصراصفهاني، محمد رفيعي نيا
