پديد آورنده :
منصوري هفشجاني ، مريم
عنوان :
ساخت و مشخصهيابي داربستهاي كامپوزيتي پليلاكتيك اسيد-مروينيت توليد شده به روش پرينت سهبعدي جهت كاربرد در بافت استخواني
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد مهندسي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
پانزده ، 86ص.:مصور ،جدول،نمودار
توصيفگر ها :
مهندسي بافت , داربست زيستي , پليلاكتيك اسيد , مروينيت , چاپ سهبعدي , زيستتخريبپذيري , زيستسازگاري , استخوانسازي
تاريخ ورود اطلاعات :
1404/09/30
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1404/10/02
چكيده فارسي :
نقايص استخواني وسيع كه در اثر حوادث، تومورها يا بيماريهاي مختلف به وجود ميآيند، با محدوديت در فرآيند خودترميمي مواجه هستند و نيازمند مداخلات زيستي پيشرفته ميباشند. در اين راستا، داربستهاي مهندسي بافت بهعنوان راهكاري نوين براي بازسازي بافت استخوان معرفي شدهاند. پژوهش حاضر با هدف ساخت و بررسي داربستهاي كامپوزيتي زيستسازگار پليلاكتيك اسيد (PLA) و مروينيت (Ca₃MgSi₂O₈) به روش چاپ سهبعدي اكستروژني (روبوكستينگ) براي كاربرد در ترميم استخوان انجام شد. در مرحله نخست، پودر مروينيت از طريق واكنش حالت جامد سنتز شد و مشخصهيابي فازي آن با آزمون پراش پرتو ايكس (XRD) و آناليزهاي طيفسنجي (FTIR، EDS) صورت گرفت. سپس داربستهاي PLA-MW با درصدهاي وزني مختلف مروينيت (0، 10، 20، 30 و 40 درصد وزني) ساخته شدند و مورد بررسي ساختاري، فيزيكي و زيستي قرار گرفتند. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) نشان دادند كه داربستها ساختاري متخلخل، يكنواخت و منظم دارند و فاز سراميكي در زمينه پليمري به خوبي پراكندهشده است. آزمون تخلخلسنجي نشان داد با افزايش درصد مروينيت، تخلخل از 58 درصد به 70 درصد افزايش مييابد و منجر به بهبود انتقال مواد و نفوذپذيري زيستي ميشود. بررسي زاويه تماس آب نشاندهنده افزايش آبدوستي از 91 درجه به 41 درجه با افزايش درصد مروينيت بود. آناليز خواص مكانيكي داربستها نشان داد كه افزودن 30 درصد مروينيت به پليلاكتيكاسيد منجر به افزايش استحكام فشاري از 7 مگاپاسكال به 26 مگاپاسكال و مدول الاستيك از 10 به 37 مگاپاسكال ميشود؛ ولي در 40 درصد مروينيت در پليلاكتيكاسيد، افت نسبي در خواص مكانيكي مشاهده شد كه ناشي از كاهش پيوستگي ذرات در پليمر زمينه است. آزمون تخريبپذيري در محلول PBS و آزمون زيستفعالي در محلول شبيهساز مايع بدن (SBF) نشان داد كه داربستهاي PLA-MW توانايي القاي تشكيل آپاتيت را دارند. نتايج آناليز ICP نيز تأييد كرد كه داربستها يونهاي Ca، Mg و Si را بهطور كنترلشده در محيط آزاد ميكنند. بررسيهاي زيستي شامل آزمون سميت سلولي (MTT) و چسبندگي سلولي بر روي سلولهاي MG63 نشان داد كه داربستهاي PLA-MW، بهويژه نمونه حاوي 30 درصد مروينيت، زيستسازگاري بالايي در حدود 91 درصد در غلظت 75 ميكرومولار دارند و موجب افزايش زندهماني و چسبندگي سلولها ميشوند.در مجموع، تركيب پليلاكتيك اسيد با سراميك زيستفعال مروينيت، داربستي با خواص فيزيكي، مكانيكي و زيستي مناسب براي ترميم بافت استخواني فراهم ميسازد. نتايج اين پژوهش حاكي از پتانسيل بالاي اين داربستهاي كامپوزيتي براي كاربرد در پزشكي بازساختي است.
چكيده انگليسي :
This approach involves the removal of damaged bone tissue and its replacement with porous scaffold structures to support the regeneration process.In this study, 3D printing technology is used to develop nanocomposite scaffolds based on polylactic acid (PLA) and merwinite (MW). PLA was functionalized with merwinite (PLA-MW) to improve affinity with the inorganic stracture and accelerate degradation. Fourier-transform infrared (FTIR) and X-ray diffraction(XRD) confirmed the occurrence of chemical functionalization. Following this scaffolds with varying proportions (10, 20, 30 and 40% by weight) of merwinite were generated alongside pure polylactic acid scaffolds using a 3D printer, aiming for over 58% porosity. Scanning electron microscopy (SEM) analysis revealed defined and homogeneous fibers for composite scaffols, meanwhile results from compression tests indicated improved processability and enhanced mechanical properties of nanocomposite PLA-based scaffolds, as evidenced by increased values of Young modulus. Hydrolytic degradation studies in Phosphate Buffered Saline (PBS) solution showed greater weight loss and molecular weight decrease for PLA, PLA-10%MW, PLA-20%MW, PLA-30%MW and PLA-40%MW, suggesting faster degradation due to increased hydrophilicity. The compressive strength test revealed that incorporating merwinite in the polylactic acid scaffolds up to 40% by weight improved the mechanical properties of the scaffolds. Furthermore, the of polylactic acid scaffold with 40% by weight of merwinite exhibited the most bioactive behavior. Investigation of the interaction between bone-like MG63 cells showed that not only did the composite have no toxic effects on the cells but also promoted cell growth These results suggest that the polylactic acid-merwinite scaffold has significant potential in orthopedic implant applications.
استاد راهنما :
عباس بهرامي , رحمت اله عمادي
استاد داور :
محمد خدائي , مهدي رفيعائي
