پديد آورنده :
مزروعي سبداني، نگين
عنوان :
توسعه داربست پليكاپرولاكتون- بريديجيت به روش پرينتر سهبعدي براي كاربردهاي مهندسي بافت استخوان
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
سيزده، 67 ص.: مصور
توصيفگر ها :
مهندسي بافت , پليكاپرولاكتون , بريديجيت , پرينت سهبعدي , داربست
تاريخ ورود اطلاعات :
1403/03/05
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/03/08
چكيده فارسي :
بافت استخوان بهعنوان پايه و اسكلت بدن كه نقش اساسي در عملكرد ديگر اعضاي بدن دارد، در مواقع نقص با اندازه بحراني نيازمند ترميم و بازسازي است. در اين ميان مهندسي بافت استخوان بهعنوان روشي مؤثر و كارآمد در بازسازي عيوب و نواقص بافت استخواني بسيار مورد توجه محققان قرارگرفته است. در اين شاخه از علم مهندسي بافت، با ساخت و توسعه داربستهاي متخلخل سهبعدي كه عملكردي مشابه با ماتريكس خارجي سلولي دارند، اقدام به بازسازي و ترميم بافتهاي ميزبان ميشود. فرآيند چاپ سهبعدي بهعنوان ابزاري دقيق با قابليت ساخت اشكال پيچيده اخيرأ در توسعه داربستهاي مورد استفاده در بافت بدن، ابزاري كارآمد ارزيابي شدهاست. در اين مطالعه داربستهاي پليكاپرولاكتون و داربستهاي پليكاپرولاكتون حاوي 20،10 و 30 درصد وزني بريديجيت با روش پرينت سهبعدي مدلسازي رسوب مذاب تهيه شد. جهت بررسي مورفولوژي و شناسايي تركيب فازي داربستهاي مورد مطالعه و پودر سراميك سنتزشده، بهترتيب از ميكروسكوپ الكتروني روبشي و آناليز پراش پرتو ايكس استفاده شد. نتايج آزمون ميكروسكوپ الكتروني روبشي، افزايش ميزان اندازه منافذ و كاهش اندازه قطر پايههاي داربستها را تا نمونه 20% وزني نشان داد. همچنين تصاوير بدستآمده از آناليز ميكروسكوپ الكتروني روبشي افزايش ميزان زبري را در نمونههاي حاوي بريديجيت نسبت به نمونه خالص پليكاپرولاكتون بهوضوح نمايش داد. آناليز ترشوندگي، افزايش ميزان آبدوستي و كاهش زاويه تماس فيلم پليكاپرولاكتون خالص را از 4 75± به 2 62± براي داربست 30% وزني بريديجيت نشان داد. ازطرفي نتايج آزمون تخلخل افزايش درصد تخلخل همه داربستهاي حاوي بريديجيت را نسبت به داربست پليكاپرولاكتون خالص تأييد كرد . براساس تست مكانيكي افزودن بريديجيت به مقدار 20% وزني به داربست پليكاپرولاكتون سبب افزايش بيش از دو برابري استحكام فشاري داربست پليكاپرولاكتون (از 8 به18مگاپاسكال) و افزايش مدول الاستيك (از 66/0 به 51/5) شد. ميزان تخريبپذيري داربستها بر اساس ميزان كاهش وزن آنها در محلول فسفات بافر سالين در طي 28 روز مورد ارزيابي قرارگرفت. نتايج آزمون تخريب نشان داد كه با افزايش ميزان بريديجيت، ميزان تخريب در داربستهاي پليكاپرولاكتون- بريديجيت افزايش مييابد و بيشترين ميزان تخريب براي نمونه 30% وزني بريديجيت با درصد كاهش وزن 75/7 در پايان هفته چهارم مشاهده شد. همچنين افزايش تراكم لايهآپاتيتي بر روي سطح داربستهاي غوطهور در محلول شبيهسازشده بدن در نمونه 20% وزني نسبت به نمونه پليكاپرولاكتون خالص، بهبود خواص زيستي توسط بايوسراميك زيستفعال بريديجيت را تأييد كرد. تست MTT عدم سميت سلولي را در نمونه پليكاپرولاكتون خالص و پليكاپرولاكتون -20% وزني نشان داد. چسبندگي سلول MG63 بر روي سطح داربست حاوي 20% وزني بريديجيت بهمراتب بيشتر از داربست پليكاپرولاكتون خالص بود. براساس نتايج بدستآمده در پژوهش حاضر، داربست پليكاپرولاكتون- 20% وزني بريديجيت براي كاربردهاي مهندسي بافت استخوان پيشنهاد ميشود.
چكيده انگليسي :
Bone tissue, as the basis and skeleton of the body, which plays an essential role in the functioning of other body organs, requires repair and reconstruction in cases of critical defects. In the meantime, bone tissue engineering as an effective and efficient method in the reconstruction of bone tissue defects and deficiencies has received much attention from researchers. In this branch of tissue engineering science, with the construction and development of three-dimensional porous scaffolds that have the same function as the external matrix of cells, the reconstruction and repair of host tissues is carried out. The 3D printing process has been evaluated as an efficient tool with the ability to make complex shapes recently in the development of scaffolds used in body tissue. In this study, polycaprolactone scaffolds and polycaprolactone scaffolds containing 20, 10 and 30% by weight of bredigite were prepared by the 3D printing method of molten deposition modeling. In order to investigate the morphology and identify the phase composition of the studied scaffolds and the synthesized ceramic powder, scanning electron microscope and X-ray diffraction analysis were used, respectively. The results of the scanning electron microscope test showed an increase in the size of the pores and a decrease in the diameter of the scaffolds up to 20% by weight. Also, the images obtained from the analysis of the scanning electron microscope clearly showed the increase in roughness in the samples containing bredigite compared to the pure polycaprolactone sample. The wettability analysis showed an increase in the amount of hydrophilicity and a decrease in the contact angle of the pure polycaprolactone film from 75±4 to 62±2 for the 30% bredigite scaffold by weight. On the other hand, the results of the porosity test confirmed the increase in the percentage of porosity of all scaffolds containing bredigite compared to the pure polycaprolactone scaffold. Based on the mechanical test, adding 20% by weight of bredigite to the polycaprolactone scaffold increased the compressive strength of the polycaprolactone scaffold more than twice (from 8 to 18 MPa) and increased the elastic modulus (from 0.66 to 5.51). The degree of degradability of scaffolds was evaluated based on their weight loss in phosphate buffered saline solution during 28 days. The results of the degradation test showed that with the increase in the amount of bredigite, the amount of degradation in polycaprolactone- bredigite scaffolds increases. Also, the increase in the density of the apatite layer on the surface of the scaffolds immersed in the simulated body solution in the 20% by weight sample compared to the pure polycaprolactone sample confirmed the improvement of the biological properties by the bioactive bredigite bioceramic. The MTT test showed the absence of cytotoxicity in pure polycaprolactone and polycaprolactone-20% by weight. The adhesion of MG63 cells on the surface of the scaffold containing 20% by weight of bredigite was much higher than the pure polycaprolactone scaffold. Based on the results obtained in the present study, bredigite polycaprolactone-20% by weight scaffold is suggested for bone tissue engineering applications.
استاد راهنما :
رحمت اله عمادي , رضا مرتضوي
استاد داور :
عباس بهرامي , مهدي رفيعائي