21280

18221

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1405

هشت، 91ص.

1405/07/08

كتابنامه

مواد و متالورژي

مهندسي مواد

1405/07/12

23249503

مهندسي بافت استخوان نيازمند داربست‌هايي است كه ضمن برخورداري از معماري متخلخل و زيست‌سازگاري مناسب، خواص مكانيكي و فعاليت ضدباكتريايي مطلوبي داشته باشند. در اين پژوهش، داربست‌هاي پلي‌لاكتيك‌اسيد (PLA) حاوي 5، 15 و 25 درصد وزني كاپاكاراگينان و مقادير 1، 3 و 5 درصد نيتريد كربن گرافيتي (g-C₃N₄) به روش چاپ سه‌بعدي روبوكستينگ ساخته و ارزيابي شدند. نتايج رئولوژي، غلظت 20 درصد وزني PLA را براي چاپ مناسب نشان داد و آزمون‌هاي XRD، FTIR، SEM و EDS سنتز موفق g-C₃N₄ و حضور اجزاي كامپوزيت را تأييد كردند. از نظر كيفي، همه داربست‌ها ساختاري سه‌بعدي با حفره‌هاي باز و پيوسته داشتند؛ بااين‌حال، افزايش كاپا كاراگينان تا 15 درصد موجب بهبود شكل‌پذيري، زبري و يكنواختي سطح شد، درحالي‌كه مقدار 25 درصد به تجمع ذرات و ناهمگني انجاميد. در نمونه PLA-15κC، قطر رشته و اندازه حفره به‌ترتيب 365 و 422 ميكرومتر و زاويه تماس آب 27 درجه بود. اين نمونه پس از شش هفته، 37٫85 درصد كاهش وزن نشان داد و از نظر زيست‌تخريب‌پذيري و زيست‌فعالي، رفتار متعادل‌تري داشت. افزودن 1 درصد g-C₃N₄ به PLA-15κC، استحكام فشاري را به حدود 10–11 مگاپاسكال و چقرمگي را به حدود 14 مگاژول بر مترمكعب افزايش داد، اگرچه عملكرد خمشي و برشي آن كاهش يافت. زنده‌ماني سلول‌هاي MG63 براي اين تركيب در غلظت 100 ميكرومولار حدود 85 درصد بود. همچنين، كاهش جمعيت اشريشيا كلي و استافيلوكوكوس به‌ترتيب 99٫85 و 98٫02 درصد به دست آمد. در مجموع، PLA-15κC-1C₃N₄ به‌عنوان تركيب بهينه، تعادل مناسبي ميان معماري، تخريب كنترل‌شده، عملكرد فشاري، زيست‌سازگاري و خاصيت ضدباكتريايي ارائه كرد و گزينه‌اي اميدبخش براي داربست‌هاي مهندسي بافت استخوان محسوب مي‌شود.

مهندسي بافت استخوان نيازمند داربست‌هايي است كه ضمن برخورداري از معماري متخلخل و زيست‌سازگاري مناسب، خواص مكانيكي و فعاليت ضدباكتريايي مطلوبي داشته باشند. در اين پژوهش، داربست‌هاي پلي‌لاكتيك‌اسيد (PLA) حاوي 5، 15 و 25 درصد وزني كاپاكاراگينان و مقادير 1، 3 و 5 درصد نيتريد كربن گرافيتي (g-C₃N₄) به روش چاپ سه‌بعدي روبوكستينگ ساخته و ارزيابي شدند. نتايج رئولوژي، غلظت 20 درصد وزني PLA را براي چاپ مناسب نشان داد و آزمون‌هاي XRD، FTIR، SEM و EDS سنتز موفق g-C₃N₄ و حضور اجزاي كامپوزيت را تأييد كردند. از نظر كيفي، همه داربست‌ها ساختاري سه‌بعدي با حفره‌هاي باز و پيوسته داشتند؛ بااين‌حال، افزايش كاپا كاراگينان تا 15 درصد موجب بهبود شكل‌پذيري، زبري و يكنواختي سطح شد، درحالي‌كه مقدار 25 درصد به تجمع ذرات و ناهمگني انجاميد. در نمونه PLA-15κC، قطر رشته و اندازه حفره به‌ترتيب 365 و 422 ميكرومتر و زاويه تماس آب 27 درجه بود. اين نمونه پس از شش هفته، 37٫85 درصد كاهش وزن نشان داد و از نظر زيست‌تخريب‌پذيري و زيست‌فعالي، رفتار متعادل‌تري داشت. افزودن 1 درصد g-C₃N₄ به PLA-15κC، استحكام فشاري را به حدود 10–11 مگاپاسكال و چقرمگي را به حدود 14 مگاژول بر مترمكعب افزايش داد، اگرچه عملكرد خمشي و برشي آن كاهش يافت. زنده‌ماني سلول‌هاي MG63 براي اين تركيب در غلظت 100 ميكرومولار حدود 85 درصد بود. همچنين، كاهش جمعيت اشريشيا كلي و استافيلوكوكوس به‌ترتيب 99٫85 و 98٫02 درصد به دست آمد. در مجموع، PLA-15κC-1C₃N₄ به‌عنوان تركيب بهينه، تعادل مناسبي ميان معماري، تخريب كنترل‌شده، عملكرد فشاري، زيست‌سازگاري و خاصيت ضدباكتريايي ارائه كرد و گزينه‌اي اميدبخش براي داربست‌هاي مهندسي بافت استخوان محسوب مي‌شود.

عباس بهرامي

محمد خدايي , مهدي رفيعائي