19479

16846

كارشناسي ارشد

بيومتريال

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1402

يازده، 70 ص. :مصور، جدول، نمودار

1403/03/20

كتابنامه

مهندسي پزشكي

مهندسي مواد

1403/03/22

23042853

پيشرفت مهندسي بافت به عنوان راهكاري براي جايگزيني بافت‌هاي از دست رفته به علت بيماري يا جراحت، بسيار چشمگير است. يكي از حوزه‌هاي مهم اين علم، طراحي و ساخت داربست‌هاي زيستي مي‌باشد كه در ترميم نواحي آسيب‌ديده در ساختار استخوان به‌كار مي‌روند، و اين مسئله نيز از جمله اهداف اين تحقيق محسوب مي‌شود. با توجه به ساختار كامپوزيتي استخوان، ساخت داربست نانوكامپوزيتي زمينه پليمري با پركننده نانومتري مي‌تواند در جهت بهبود و التيام سريعتر عضو بيمار موثر باشد. در اين مطالعه داربست‌هاي پلي‌كاپرولاكتون حاوي مقادير مختلف (0،10، 20، 30 درصد وزني) از نانوذرات تيتانيوم‌اكسايد به روش چاپ سه‌بعدي تهيه شد. به منظور بررسي ريزساختار و آناليز عنصري از ميكروسكوپ الكتروني روبشي و به منظور فازشناسي از طيف‌سنجي پراش پرتو ايكس استفاده شد. بر اساس نتايج، با افزايش مقادير تيتانيوم‌اكسايد در داربست هاي نانوكامپوزيتي چاپ شده، زبري سطح افزايش يافت. از طرفي زاويه تماس قطره آب (ترشوندگي) از 1±105 براي پلي كاپرولاكتون به 2 ±76 براي داربست پلي‌كاپرولاكتون – 30 درصد وزني تيتانيوم‌اكسايد كاهش يافت. همچنين نتايج نشان داد كه افزودن 30 درصد وزني از نانوذرات تيتانيوم‌اكسايد به داربست پلي‌كاپرولاكتون موجب افزايش استحكام فشاري (از 31/1 14±/3 به 54 / 0 ± 94/14 مگاپاسكال) و مدول الاستيك (از 54 / 1 ± 00/22 به 44 / 3 ± 00/115 مگاپاسكال) شد. نتايج آزمون برون تني با قرار دادن نمونه در محلول شبيه سازي شده بدن به مدت 28 روز نشان داد كه با افزايش نانوذرات تيتانيوم‌اكسايد بر ميزان رسوبات آپاتيتي افزوده شد. بر اساس نتايج آزمون زيست‌فعالي، استفاده از داربست نانوكامپوزيتي پلي‌كاپرولاكتون - 20 درصد وزني تيتانيوم‌اكسايد ساخته شده به روش چاپ سه بعدي به عنوان درصد بهينه، انتخاب و جهت كاربرد در مهندسي بافت استخوان پيشنهاد مي‌شود.

The progress of tissue engineering as a way to replace tissues lost due to disease or injury is very impressive. One of the important areas of this science is the design and construction of biological scaffolds that are used in the repair of damaged areas in the bone structure, and this issue is also considered as one of the goals of this research. Considering the composite structure of bone, the construction of nanocomposite scaffold with polymer base with nanometer filler can be effective in improving and healing the patient's limb faster. In this study, polycaprolactone scaffolds containing different amounts (0, 10, 20, 30% by weight) of titanium oxide nanoparticles were prepared by 3D printing. Scanning electron microscope and X-ray diffraction spectroscopy were used to investigate the microstructure, elemental analysis, and phasology. Based on the results, surface roughness increased by increasing the amount of titanium oxide in printed nanocomposite scaffolds. On the other hand, the water droplet contact angle decreased from 135 ± 1.59 for polycaprolactone to 76.13 ± 2.86 for polycaprolactone scaffold - 30% by weight of titanium oxide. Also, according to the mechanical properties test, adding 30% by weight of titanium oxide nanoparticles to the polycaprolactone scaffold increased the compressive strength (from 1.31 ± 3.14 to 14.94 ± 0.54 MPa) and the elastic modulus (from 22 ± 1.54 to 44 / 115 MPa ± 3) and the printed scaffold of polycaprolactone - 20% by weight of titanium oxide was selected as the optimal sample. The formation of surface apatite layer in simulated body solution for scaffolds during 28 days of immersion was confirmed and it was shown that apatite deposits appeared with greater density on the surface with an increase of 20% by weight of titanium oxide in the scaffold. Based on the results obtained in this study, the use of polycaprolactone-20 wt% titanium oxide nanocomposite scaffold made by 3D printing method is suggested for use in bone tissue engineering.

رحمت اله عمادي

محمد خدائي

مهدي احمديان , شيدا لباف