شماره ركورد
24895
شماره راهنما
BIOTECH2 383
عنوان
ساخت و مشخصه يابي داربست هاي كامپوزيتي نانوذرات كلسيم فسفات دوفازي حاوي يونهاي Sr، Mg و Si / پلي كاپرولاكتون با پوشش ZIF-8 به¬روش چاپ سه¬بعدي براي كاربردهاي مهندسي بافت استخوان
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
ريززيست فناوري (نانو بيوتكنولوژي)
دانشكده
علوم و فناوريهاي زيستي
تاريخ دفاع
1403/11/03
صفحه شمار
80 ص .
استاد راهنما
دكتر قاسم ديني
استاد مشاور
دكتر محسن گلابي
كليدواژه فارسي
چاپ سهبعدي , داربست , كلسيم فسفات دوفازي , زئوليت-ايميدازولات-8 , مهندسي بافت استخوان
چكيده فارسي
ترميم و بازسازي نقصهاي استخواني، چالشهاي باليني قابلتوجهي را به همراه دارد. در حال حاضر، روشهاي درماني پيوندهاي استخواني اتولوگ و آنالوگ، با موانع زيادي روبهرو هستند. استفاده از داربستهاي متخلخل چاپ سهبعدي شده براي جايگزيني استخوان، يكي از پيشرفتهترين روشهاي مهندسي بافت استخوان است كه به بازسازي بافت استخوان كمك ميكند. در اين پژوهش از سراميكهاي زيستي كلسيم فسفات دوفازي (BCP) جايگزين شده با يونهاي استرانسيم، منيزيم و سيليسيم و پليمر پليكاپرولاكتون براي چاپ سهبعدي داربست استفاده شده است. نتـايج XRF وجـود يـونهـاي جايگزين شده در پودر سنتز شده را تائيد كرد. همچنين، نتايج XRD نشان داد كه نانوذرات BCP بهدرستي سنتز شدهاند. تصاوير SEM نانوذراتBCP را در اندازههاي نانومتري نشان دادند. داربستهايي شامل 35، 40 و 45 درصد BCP و PCL ساخته شد. آزمون مكانيكي بر روي هر سه داربست اعمال شده و مقادير استحكام فشاري، مدول فشاري و استحكام تسليم براي داربست حاوي 40 درصد BCP بهينهترين مقدار بود. زيستتخريبپذيري و زيستفعالي داربستهاي بهينه به ترتيب با غوطهوري نمونهها در محلولهاي PBS و SBF بررسي شد و فعاليت زيستي و زيستتخريبپذيري بسيار خوبي از خود نشان دادند. نتايج SEM ، XRD وآليزارينرد اين داربستها نيز تشكيل آپاتيت روي سطح داربست را تأييد كردند. سنتز در جاي نانوذرات ZIF-8 بر روي داربستهاي بهينه انجام شد و تشكيل اين لايه توسط SEM و آناليز EDS با اثبات حضور عناصر O، N، C و Zn انجام شد. همچنين حضور عناصر كلسيم و فسفات مربوط به نانوذرات BCP نيز توسط آزمون EDS اثبات شد. در ادامه آزمونهاي زيستي MTT و رنگآميزي سلولي DAPI/Phalloidin براي بررسي زندهماني اتصال، تكثير و چسبندگي سلولهاي بنيادي مغز استخوان، روي سطح داربستهاي حاوي ZIF-8 و بدون ZIF-8 انجام شد. اين نتايج نشان دادند كه اتصال، رشد و تكثير سلولها روي داربستهاي حاوي ZIF-8 افزايش قابلتوجهي نسبت به داربستهاي بدون ZIF-8 را داشتند. بنابراين داربستهاي حاوي ZIF-8 بهعنوان كانديد مناسبي براي مهندسي بافت استخوان پيشنهاد ميشود.
كليدواژه لاتين
3D printing, scaffold , biphasic calcium phosphate , zeolitic imidazolate framework-8 , bone tissue engineering
عنوان لاتين
Synthesis and characterization of Biphasic calcium Phosphate Doped whit Sr,Mg,Si/ Polycaprolactone composite scaffolds with ZIF8 coating by 3D printing method for bone tissue engineering
گروه آموزشي
زيست فناوري
چكيده لاتين
Abstract
Bone defect repair and regeneration pose significant clinical challenges. Currently, autologous and allogeneic bone grafts face numerous obstacles. The use of 3D printed porous scaffolds for bone replacement is one of the most advanced approaches in bone tissue engineering, contributing to tissue regeneration. In this study, biphasic calcium phosphate (BCP) bioceramics doped with strontium, magnesium, and silicon ions, along with polycaprolactone (PCL) polymer, were used for 3D printing scaffolds. XRF results confirmed the presence of the doped ions in the synthesized powder. Additionally, XRD results indicated that the BCP nanoparticles were properly synthesized. SEM images revealed that the BCP nanoparticles were in the nanometer range. Scaffolds containing 35%, 40%, and 45% BCP and PCL were fabricated. Mechanical testing was performed on all three scaffolds, and the compressive strength, compressive modulus, and yield strength values indicated that the scaffold containing 40% BCP exhibited the optimal properties. Biodegradability and bioactivity of the optimized scaffolds were evaluated by immersing samples in PBS and SBF solutions, showing excellent bioactivity and biodegradability. SEM, XRD, and Alizarin Red results further confirmed the formation of apatite on the scaffold surface. The synthesis of ZIF-8 nanoparticles on the optimized scaffolds was carried out, and the formation of this layer was confirmed by SEM and EDS analysis, which detected the presence of O, N, C, and Zn elements. The presence of calcium and phosphate elements, related to the BCP nanoparticles, was also verified through EDS testing. Additionally, MTT assays and DAPI/Phalloidin cell staining were performed to assess the viability, adhesion, proliferation, and attachment of bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BMMSCs) on the scaffolds with and without ZIF-8. These results demonstrated a significant increase in cell adhesion, growth, and proliferation on the ZIF-8-containing scaffolds compared to those without ZIF-8. Therefore, ZIF-8-containing scaffolds are proposed as promising candidates for bone tissue engineering applications.
تعداد فصل ها
4
فهرست مطالب pdf
141023
نويسنده