مقایسۀ رفتار زیست‌‌فعالی داربست‌‌های نانوکامپوزیتی فیبرویین / نانوذرات دی‌‌اکسیدتیتانیم و فیبرویین / نانوذرات دی‌‌اکسیدتیتانیم حاوی یون فلوئور برای مهندسی بافت استخوان

مهندسی متالورژی و مواد

مقاله 6، دوره 32، شماره 1 - شماره پیاپی 23، اسفند 1399، صفحه 75-84   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ma.v32i1.80791

نویسندگان

نرگس جوهری^{* 1}؛ حمیدرضا مداح حسینی²؛ علی صمدی کوچکسرایی³

¹گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی و مهندسی گلپایگان.

²دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شریف، تهران.

³دانشکده پیراپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی ایران.

چکیده

افزایش شمار آسیب‌های استخوانی و توسعۀ جراحی‌های با کمترین آسیب، تحقیقات را به‌سمت طراحی و ساخت کامپوزیت‌‌های متشکل از پلیمر زیست‌‌تخریب‌‌پذیر و سرامیک‌‌ زیست‌‌فعال به‌‌عنوان داربست زیست‌سازگار در مهندسی بافت استخوان هدایت کرده است. هدف از پژوهش حاضر، ارزیابی و مقایسۀ رفتار زیست‌‌فعالی داربست‌‌های نانوکامپوزیتی و زیست‌‌فعال فیبرویین/ نانوذرات دی‌‌اکسیدتیتانیم و فیبرویین/ نانوذرات دی‌‌اکسیدتیتانیم عامل‌‌دارشده با فلوراید است. به این منظور، ابتدا نانوذرات دی‌‌اکسیدتیتانیم با یون فلوئور عامل‌‌دار شدند. سپس داربست‌‌ها در ۲گروه فیبرویین/ نانوذرات دی‌‌اکسیدتیتانیم / فیبرویین و نانوذرات دی‌‌اکسیدتیتانیم حاوی یون فلوئور ساخته شدند و رفتار زیست‌‌فعالی و رسوب آپاتیت بر سطح داربست‌‌ها با غوطه‌‌وری داربست‌‌ها در بازه زمانی 1 تا 28روز در محلول شبیه‌‌سازی‌شده بدن انسان (SBF) مطالعه شد. نتایج نشان داد که داربست‌‌های فیبرویین/ نانوذرات دی‌‌اکسیدتیتانیم عامل‌‌دارشده با فلوئور در مقایسه با داربست‌‌های فیبرویین/ نانوذرات دی‌‌اکسیدتیتانیم، رفتار زیست‌‌فعالی بهتری داشتند، به‌‌طوری‌‌که بعد از 21روز غوطه‌‌وری در محلول شبیه‌‌سازی‌شده بدن انسان تا حدود 40درصد از سطح این داربست‌‌ها با رسوب آپاتیت پوشش یافت.

کلیدواژه‌ها

داربست زیست‌‌فعال؛ فیبرویین؛ نانوذرات دی‌‌اکسیدتیتانیم؛ یون فلوئور

سایر فایل های مرتبط با مقاله

6-Johari-revised.pdf

مراجع

1. Hench, L., Jones, J., "Biomaterials, artificial organs and tissue engineering". Woodhead Publishing Limited and CRC Press LLC, New York, pp. 48-58, (2005).
2. Isa, Z. M., Schneider, G. B., Zaharias, R., Seabold, D., Stanford, C. M., "Effects of fluoride-modified titanium surfaces on osteoblast proliferation and gene expression", International Journal of Oral & Maxillofacial Implants, Vol. 21(2), pp. 203-211, (2006).
3. Krause, D., Thomas, B., Leinenbach, C., Eifler, D., Minay, E. J., Boccaccini, A. R., "The electrophoretic deposition of Bioglass® particles on stainless steel and Nitinol substrates", Surface and Coatings Technology, Vol. 200 (16), pp. 4835-4845, (2006).
4. Yang, Y., Zhao, Y., Tang, G., Li, H., Yuan, X., Fan, Y., "In vitro degradation of porous poly (l-lactide-co-glycolide)/β-tricalcium phosphate (PLGA/β-TCP) scaffolds under dynamic and static conditions", Polymer Degradation and Stability, Vol. 93 (10), pp. 1838-1845, (2008).
5. Baron, R. D. D. S., "Anatomy and ultrastructure of bone", Primer on the metabolic bone diseases and disorders of mineral metabolism 4, pp. 3-10, (1999).

6. جعفری­نژاد، ش.، "عناصر پایه در فناوری نانو و نانوکامپوزیت­های پلیمری"، انتشارات سیمای دانش, (1388).

1. Lamolle, S. F., Monjo, M., Rubert, M., Haugen, H. J., Lyngstadaas, S. P., Ellingsen, J. E., "The effect of hydrofluoric acid treatment of titanium surface on nanostructural and chemical changes and the growth of MC3T3-E1 cells", Biomaterials, Vol. 30 (5), pp. 736-742, (2009).
2. Manso, M., Langlet, M., Fernandez, M., Vazquez, L., Martı́nez-Duart, J. M., "Surface and interface analysis of hydroxyapatite/TiO 2 biocompatible structures", Materials Science and Engineering, Vol. 23 (3), pp. 451-454, (2003).
3. Fostad, G., Hafell, B., Førde, A., Dittmann, R., Sabetrasekh, R., Will, J., Ellingsen, J. E., Lyngstadaas, S. P., Haugen, H. J., "Loadable TiO₂ scaffolds—a correlation study between processing parameters, micro CT analysis and mechanical strength", Journal of the European Ceramic Society, Vol. 29 (13), pp. 2773-2781 (2009).
4. Barrere, F., Mahmood, T. A., De Groot, K., Van Blitterswijk, C. A., "Advanced biomaterials for skeletal tissue regeneration: Instructive and smart functions", Materials Science and Engineering, R: Reports, Vol. 59 (1), pp. 38-71, (2008).
5. Sul, Y. T., Kang, B. S., Johansson, C., Um, H. S., Park, C. J., Albrektsson, T., "The roles of surface chemistry and topography in the strength and rate of osseointegration of titanium implants in bone", Journal of biomedical materials research Part A, Vol. 89 (4), pp. 942-950, (2009).
6. Schmidt, C. E., Baier, J. M., "Acellular vascular tissues: natural biomaterials for tissue repair and tissue engineering", Biomaterials, Vol. 21 (22), pp. 2215-2231, (2000).
7. Seliktar, D., Black, R. A., Vito, R. P., Nerem, R. M., "Dynamic mechanical conditioning of collagen-gel blood vessel constructs induces remodeling in vitro", Annals of biomedical engineering, Vol. 28 (4), pp. 351-362, (2000).
8. Yan, S., Zhang, Q., Wang, J., Liu, Y., Lu, S., Li, M., Kaplan, D. L., "Silk fibroin/chondroitin sulfate/hyaluronic acid ternary scaffolds for dermal tissue reconstruction", Acta biomaterialia, Vol. 9 (6), pp. 6771-6782, (2013).
9. Rockwood, D. N., Preda, R. C., Yücel, T., Wang, X., Lovett, M. L., Kaplan, D. L., "Materials fabrication from Bombyx mori silk fibroin", Nature protocols, Vol. 6 (10), pp. 1612-1631, (2011).
10. Kokubo, T., Takadama, H., "How useful is SBF in predicting in vivo bone bioactivity?", Biomaterials, Vol. 27 (15), pp. 2907-2915, (2006).
11. Fathi, M. H., Hanifi, A., Mortazavi, V., "Preparation and bioactivity evaluation of bone-like hydroxyapatite nanopowder", Journal of materials processing technology, Vol. 202 (1), pp. 536-542, (2008).
12. Kokubo, T., Kim, H. M., Kawashita, M., "Novel bioactive materials with different mechanical properties", Biomaterials, Vol. 24 (13), pp. 2161-2175, (2003).
13. Zhang, P., Zhang, Z., Li, W., Zhu, M., "Effect of Ti-OH groups on microstructure and bioactivity of TiO 2 coating prepared by micro-arc oxidation", Applied Surface Science, Vol. 268, pp. 381-386. (2013).
14. Kasuga, T., Kondo, H., Nogami, M., "Apatite formation on TiO 2 in simulated body fluid", Journal of Crystal Growth, Vol. 235 (1), pp. 235-240, (2002).
15. Xie, Y., Liu, X., Chu, P. K., Ding, C., "Nucleation and growth of calcium–phosphate on Ca-implanted titanium surface", Surface science, Vol. 600 (3), pp. 651-656, (2006).
16. Kim, H. M., Himeno, T., Kokubo, T., Nakamura, T., "Process and kinetics of bonelike apatite formation on sintered hydroxyapatite in a simulated body fluid", Biomaterials, Vol. 26 (21), pp. 4366-4373, (2005).
17. Diba, M., Kharaziha, M, Fathi, M. H., Gholipourmalekabadi, M., Samadikuchaksaraei, A., "Preparation and characterization of polycaprolactone/forsterite nanocomposite porous scaffolds designed for bone tissue regeneration", Composites Science and Technology, Vol. 72 (6), pp. 716-723, (2012).
18. Sergey, V. D., "Self-setting calcium orthophosphate formulations: cements, concretes, pastes and putties", International Journal of Materials and Chemistry, Vol. 1 (1), pp. 1-48, (2011).
19. Hong, C., Noboru, K., "A biodegradable porous composite scaffold of PGA/β-TCP for bone tissue engineering", Bone, Vol. 46 (2), pp. 386-395, (2010).