• شماره ركورد
    24366
  • شماره راهنما
    NANO2 129
  • 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
  • فهرست مطالب pdf
    120161
  • نويسنده

    سليماني، مرضيه