-
شماره ركورد
24366
-
شماره راهنما
NANO2 129
-
نويسنده
سليماني، مرضيه
-
عنوان
ساخت و مشخصه يابي داربست كامپوزيتي پلي كاپرولاكتون/نانوذرات شيشه ي زيست فعال 58S به روش چاپ سه بعدي داراي پوشش ZIF-8 براي كاربردهاي مهندسي بافت استخوان
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي مواد - سراميك
-
دانشكده
شيمي
-
تاريخ دفاع
1403/09/28
-
صفحه شمار
63 ص.
-
استاد راهنما
قاسم ديني تركماني
-
كليدواژه فارسي
مهندسي بافت استخوان , داربست , چاپ سه بعدي , شيشه زيست¬فعال , پلي كاپرولاكتون , چارچوب¬هاي آلي ـ فلزي
-
چكيده فارسي
استخوان دومين بافت پيوندي در جهان است و تقاضا براي آن بهطور مداوم در حال افزايش است. داربستهاي مهندسي بافت استخوان براي ترويج بازسازي بافت استخوان و بهبود نقايص با اندازه بحراني ساخته مي¬شوند. . هدف از اين پژوهش بررسي زيست فعالي و زيست تخريب¬پذيري داربست¬هاي ساخته شده است. همچنين رفتار سلولي روي داربست¬هاي اصلاح شده توسط ZIF-8 به عنوان شناخته شدهترين چارچوب آلي-فلزي، در اين پژوهش مورد بررسي قرار ميگيرد. در اين پژوهش، به منظور ساخت يك داربست كامپوزيتي براي ترميم نقايص استخواني به روش چاپ سه بعدي، ابتدا شيشه¬ زيست¬فعال (BG) از نوع 58S به روش سل-ژل سنتز شد. آزمون¬هاي XRD، SEM و BET روي پودر سنتز شده انجام گرديد. داربستهاي كامپوزيتي با درصدهاي وزني مختلف 58S (40، 45 و 50) به همراه پلي كاپرولاكتون (PCL) به وسيله دستگاه چاپ سهبعدي ساخته شدند.آزمون مكانيكي فشار روي داربستها با درصدهاي مختلف PCL و 58S انجام شد و داربست بهينه با 45 درصد وزني 58S و مقاومت فشاري 35.4 ± 0.6 مگاپاسكال و مدول فشاري 0.63 ± 0.04 مگاپاسكال جهت ادامه آزمون¬هاي زيستي انتخاب شد. به منظور ارزيابي زيستفعالي و زيستتخريبپذيري، از محلول SBF و PBS استفاده شد. ميزان تخريب داربست در طي 4 هفته 9 درصد بدست آمد و فعاليت زيست تخريب¬پذيري داربست تاييد شد. آزمون¬هاي SEM و XRD نيز تشكيل لايهي آپاتيت بر سطح داربست و زيست¬فعالي آن را تاييد كردند. سنتز درجاي نانوذرات ZIF-8 روي داربست بهينه انجام شد و تشكيل اين لايه توسط آناليزهاي XRD و EDS تاييد شد. آزمونهاي زيستي MTT و رنگآميزي سلولي Phalloidin/DAPI براي بررسي اتصال، تكثير و چسبندگي سلولي (MG-63) روي سطح داربست¬هاي حاوي ZIF-8 و بدون ZIF-8 انجام شد. بررسي-هاي سلولي آزمايشگاهي، سازگاري سلولي هر دو گروه از داربست¬ها و زيستسازگاري برتر داربست¬هاي حاوي ZIF-8 را نشان داد و آن¬ها را به عنوان بسترهاي مناسب براي چسبندگي و تكثير سلول¬هاي استئوساركوم MG-63 تاييد كرد. بنابراين افزودن BG به PCL و ساخت داربست¬هاي پرينت سه بعدي PCL/BG منجر به بهبود مقاومت فشاري داربست¬هاي ساخته شده، بهبود زيست¬فعالي و زيست تخريب-پذيري آن¬ها مي¬شود. در نتيجه، داربستهاي كامپوزيتي PCL/BG با پوشش نانولايه¬ي ZIF-8 مي¬توانند گزينه مناسبي براي جايگزينهاي استخواني قرار گيرند.
-
تاريخ نمايه سازي
1403/12/18
-
نام نمايه ساز
همدم نوروزي
-
كليدواژه لاتين
Bone tissue engineering , Scaffold , 3D printing , Bioactive glass , Polycaprolactone , Metal-Organic Frameworks
-
عنوان لاتين
Fabrication and characterization of composite scaffold based on polycaprolactone/bioactive glass nanoparticles with ZIF-8 coating by 3D printing method for bone tissue engineering applications
-
گروه آموزشي
نانو فناوري
-
چكيده لاتين
Bone is the second most transplanted tissue globally, and the demand for it is continuously increasing. Bone tissue engineering scaffolds are developed to promote bone tissue regeneration and repair critical-size defects. In this study, a composite scaffold for bone defect repair was fabricated using 3D printing. The aim of this study is to investigate the bioactivity and biodegradability of the fabricated scaffolds. Also, the cellular behavior on scaffolds modified by ZIF-8, as the most well-known metal-organic framework, was investigated. First, bioactive glass (BG) of type 58S was synthesized via the sol-gel method. The synthesized powder was characterized using XRD, SEM, and BET analyses. Composite scaffolds containing different weight percentages of 58S (40, 45, and 50) combined with polycaprolactone (PCL) were produced using a 3D printing device. Compression mechanical testing was performed on scaffolds with various PCL and 58S compositions. The optimal scaffold, with 45 wt.% 58S, demonstrated a compressive strength of 35.4 ± 0.6 MPa and a compressive modulus of 0.63 ± 0.04 MPa and was selected for further biological evaluations. Bioactivity and biodegradability were assessed using SBF and PBS solutions. The scaffold degradation rate was 9% over four weeks, confirming its biodegradability. SEM and XRD tests also verified the formation of an apatite layer on the scaffold surface, demonstrating its bioactivity. In situ synthesis of ZIF-8 nanoparticles on the optimal scaffold was performed, and the formation of this layer was confirmed using XRD and EDS analyses. Biological evaluations, including MTT assays and Phalloidin/DAPI cell staining, were conducted to assess cell attachment, proliferation, and adhesion (MG-63) on scaffolds with and without ZIF-8. Cellular studies confirmed the biocompatibility of both scaffold types and demonstrated superior biocompatibility for scaffolds containing ZIF-8, validating them as suitable substrates for the adhesion and proliferation of MG-63 osteosarcoma cells. Thus, incorporating BG into PCL and fabricating 3D-printed PCL/BG scaffolds improved the compressive strength, bioactivity, and biodegradability of the scaffolds. Consequently, composite PCL/BG scaffolds with a ZIF-8 nanolayer coating could serve as promising candidates for bone substitutes.
-
تعداد فصل ها
5
-
استاد راهنماي خارج از دانشگاه
دكتر فاطمه اژئيان
-
استاد مشاور خارج از دانشگاه
مهندس علي اكبر نجفي نژاد
-
لينک به اين مدرک :