Skip to main content
SUPERVISOR
علی صمدی کوچکسرایی (استاد مشاور) محمدعلی گلعذار (استاد راهنما) محمدحسین فتحی (استاد راهنما) شیوا مرتضوی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Narges Johari
نرگس جوهری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Design and Preparation of a Biodegradable Scaffold Based on Poly (E-Caprolactone) and Nano Powder Flouradated Hydroxyapatite for Bone Tissue Engineering
Design and Preparation of a Biodegradable Scaffold Based on Poly (?-Caprolactone) and Nano Powder Flouradated hydroxyapatite for Bone Tissue Engineering In this study, poly (?-caprolactone)/ nano fluoridated hydroxyapatite (PCL-FHA) scaffold were produced. Fluoridated hydroxyapatite (FHA) nanopowders had a chemical composition of Ca 10 (PO 4 ) 6 OH 2 ? x F x (where x values were selected equal to 0.5, 1, 1.5 and 2.0). Different weight fractions of 10, 20, 30 and 40% of the FHA were added to the PCL. PCL-FHA scaffolds were prepared by solvent casting / particulate leaching method. Sodium chloride (NaCl) particle was used as a porogen with diameters 250–400 ?m. Structural, chemical, mechanical, bioactivity, biodegradation and biocompatibility properties of scaffolds were evaluated. The pore morphology, size, and distribution of the scaffolds were characterized using a scanning electron microscope (SEM). X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) were used to determine the phase structure, chemical composition and functional groups of scaffolds. Porosity of the scaffolds was measured using Archimedes’ Principle according to a known method. These scaffolds were evaluated for their compressive mechanical properties. The bioactivity of the nanocomposite scaffolds was evaluated by soaking the scaffolds in a simulated body fluid (SBF) up to 4 week. The changes of pH of the SBF medium were measured at pre-determined time intervals using a pH meter. The calcium and phosphorous ions concentrations of SBF medium were determined using ICP-OES analysis. The apatite formation on the surface of the scaffolds as consequence of the dissolution and precipitation process of calcium phosphate was investigated by scanning electron microscopy (SEM). In vitro degradation was studied by immersing of scaffolds in phosphate buffered saline () up to 30 days. The changes of pH of the and the changes of the weight loss of the scaffolds were measured. MTT test carried out to investigate the cytotoxicity, cell proliferation and cell attachment. Results showed a uniform scaffold, relatively that by increasing of NaCl amount, its porosity was increased. Compressive strength, bioactivity and biodegradation of scaffolds increased with the increasing the weight ratio of FHA. Compressive strength also decreased with the increasing of the porosity and the fluorine content of FHA. However, biodegradation of scaffolds increased by increasing of the fluorine content of FHA. The increase in ionic concentration of calcium and phosphorus as well as the increase in pH after SBF immersion resulted in an increase in ionic activity product of apatite in the solution.
طراحی و ساخت کامپوزیت های متشکل از پلیمر زیست تخریب پذیر و سرامیک زیست فعال به عنوان داربست زیست سازگار در مهندسی بافت در دستور کار پژوهش های اخیر بوده است. هدف از پژوهش حاضر، تهیه و مشخصه‌یابی داربست نانوکامپوزیتی زیست تخریب پذیر و زیست فعال پلی کاپرولاکتون/ نانوذرات فلوئور هیدروکسی آپاتیت بود. در این تحقیق، داربست نانوکامپوزیتی زیست تخریب پذیر و زیست فعال پلی کاپرولاکتون/ نانو ذرات فلوئورهیدروکسی آپاتیت (PCL-FHA)، به روش ریخته گری حلال/ لیچینگ ذرات، ساخته شد. نانو پودرهای فلوئورهیدروکسی آپاتیت با چهار ترکیب متفاوت شامل 25، 50 ، 75 و 100 درصد جایگزینی یون فلوئور، به روش آسیاکاری تولید شدند. داربست های زیست تخریب پذیر مورد مطالعه با 10، 20، 30 و 40 درصد وزنی از هر یک از چهار نوع نانوذرات فلوئور هیدروکسی آپاتیت تهیه شدند. درصد تخلخل داربست های ساخته شده با استفاده از روش ارشمیدش محاسبه شد. از تکنیک پراش پرتو ایکس ( XRD ) به منظور تأیید حضور فازهای مطلوب در ترکیب هر نانو پودر و داربست استفاده شد. به منظور بررسی شکل و توزیع تخلخل در داربست از میکروسکوپ الکترونی روبشی ( SEM ) و برای آنالیز بنیان‌های موجود در داربست حاصل از طیف‌سنجی فروسرخ با تبدیل فوریه ( FTIR ) استفاده شد. استحکام فشاری نیز به عنوان شاخصی از خواص مکانیکی داربست های ساخته شده، ارزیابی شد. به منظور بررسی خواص زیست فعالی، داربست ها به مدت چهار هفته در محلول شبیه سازی شده بدن ( SBF ) ، غوطه‌ور شدند. جوانه‌زنی و رشد رسوبات آپاتیت بر سطح نمونه‌ها از طریق میکروسکوپ‌الکترونی روبشی بررسی شد. از آزمون پلاسمای زوج القایی ( ICP-OES ) برای تعیین میزان رهایش یون‌های فسفر و کلسیم از داربست های نانوکامپوزیتی، در زمان‌های مختلف غوطه‌وری استفاده شد و میزان رهایش یون فلوئور در محلول با استفاده از یون سنجی به وسیله الکترود اختصاصی یون فلوئور و تغییرات pH محلول نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور بررسی خواص زیست تخریب پذیری داربست ها در محلول فسفات بافر سالین ()، تغییرات وزن و pH داربست های غوطه ور در محلول، در مدت 30 روز اندازه گیری شد. عدم سمیت و تکثیر و سلولی داربست ها با استفاده از آزمون MTT بررسی شد. چسبندگی سلولی نیز با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی مطالعه شد. نتایج نشان داد که هیچ واکنشی بین ترکیبات سازنده نانوکامپوزیت رخ نداده است. استحکام فشاری داربست به سبب حضور فاز تقویت کننده و کاهش تخلخل، افزایش یافت. افزایش حضور فلوئور در نانوپودر فلوئورهیدروکسی آپاتیت اولیه، استحکام فشاری داربست را کاهش داد. شکل گیری رسوبات آپاتیت بر سطح داربست، زیست فعالی نانوکامپوزیت ساخته شده را تائید کرد و نتایج نشان داد که با گذشت زمان، رسوبات شکل گرفته، تکثیر و رشد پیدا کردند. غوطه وری داربست در محلول نشان داد که با افزایش

ارتقاء امنیت وب با وف بومی