-
شماره ركورد
24909
-
شماره راهنما
NANO2 118
-
نويسنده
مسلمي، صبا
-
عنوان
ساخت و مشخصه يابي داربست هاي كامپوزيتي نانوذرات هيدروكسي آپاتيت/پلي كاپرولاكتون با پوشش ZIF-8 به روش چاپ سه بعدي براي كاربردهاي مهندسي بافت استخوان راي كاربردهاي مهندسي بافت استخوان
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي مواد - سراميك
-
دانشكده
شيمي
-
تاريخ دفاع
1403/06/20
-
صفحه شمار
85 ص.
-
استاد راهنما
دكتر قاسم ديني
-
كليدواژه فارسي
هيدروكسي آپاتيت , پلي كاپرولاكتون , چاپ سه¬بعدي , داربست , مهندسي بافت استخوان , چارجوب¬هاي آلي- فلزي
-
چكيده فارسي
استفاده از داربست¬هاي متخلخل پرينت سه¬بعدي شده براي جايگزيني استخوان يكي از پيشرفته¬ترين روش¬هاي مهندسي بافت استخوان است. در اين پژوهش از سراميك¬هاي زيستي هيدروكسي آپاتيت (HA) و پليمر پلي كاپرولاكتون استفاده شده است. هدف از اين پژوهش بررسي زيست فعالي و زيست تخريب-پذيري داربست¬هاي ساخته شده است. همچنين بررسي اتصال و تكثير سلولي روي داربست¬هاي حاوي نانوذرات ZIF-8 در اين پژوهش مورد بررسي قرار مي¬گيرد. سنتز نانوذرات HA به¬روش هيدروترمال انجام شد. نتايج XRD نشان داد كه نانوذرات HA به¬درستي سنتز شده¬اند و هيچ¬گونه فاز متفرقه در پودرهاي نانو وجود ندارد. همچنين تصاوير SEM نانوذرات پولكي شكل HA را در اندازه¬هاي نانومتري نشان دادند. اين نانوذرات داراي سطح ويژه 23 متر مربع بر گرم بودند و در محدوده مزومتخلخل با اندازه منافذ 45 نانومتر قرار داشتند. داربست¬هايي متشكل از 20، 25 و 30 درصد HA ساخته شد. آزمون مكانيكي برروي هرسه داربست اعمال شد و مقادير استحكام فشاري، مدول فشاري و استحكام تسليم براي داربست حاوي 25 درصد HA بالاترين مقدار بود و نسبت به PCL خالص افزايش داشتند كه اين به¬دليل افزايش بلورينگي HA در PCL بود. آزمون¬هاي مكانيكي برروي داربست¬ها نشان داد كه داربست حاوي 25 درصد HA خواص مكانيكي بهينه دارد. زيست تخريب¬پذيري و زيست فعالي داربست¬هاي بهينه به¬ترتيب با غوطه¬وري نمونه¬ها در محلول¬هاي PBS و SBF بررسي شد و فعاليت زيستي و زيست تخريب¬پذيري بسيار خوبي از خود نشان دادند. كاهش وزن در طي 4 هفته روندي افزايشي داشت و در روز 28 بالاترين ميزان تخريب و كاهش وزن تجربه شد. pH محلول PBS در روز اول افزايشي بود و سپس كاهش pH رخ داد. افزايش pH محلول SBF در روزهاي 1 و 3 رخ داد و سپس كاهش pH اتفاق افتاد. اين موضوع با كاهش تدريجي غلظت يون¬هاي كلسيم و فسفر در محلول SBF نيز اثبات شد. به¬علاوه نتايج SEM و XRD اين داربست-ها نيز تشكيل آپاتيت روي سطح داربست را تاييد كردند. وجود HA و گردهمايي مكان¬هاي جوانه¬زني آپاتيت علت تشكيل شديد لايه آپاتيت روي سطح داربست بود. سنتز درجاي نانوذرات ZIF-8 برروي داربست¬هاي بهينه انجام شد و تشكيل اين لايه توسط SEM و آناليز EDS با اثبات حضور عناصر C، N، O و Zn انجام شد. همچنين حضور عناصر كلسيم و فسفات مربوط¬به نانوذرات HA نيز توسط آزمون EDS اثبات شد. در ادامه آزمون¬هاي زيستي MTS و رنگ¬آميزي سلولي DAPI/Phalloidin براي بررسي اتصال، تكثير و چسبندگي سلولي روي سطح داربست¬هاي حاوي ZIF-8 و بدون ZIF-8 انجام شد. اين نتايج نشان دادند كه اتصال سلول¬ها و رشد آن¬ها در طي 3 الي 7 روز مثبت بودند و براي داربست¬هاي حاوي ZIF-8 نيز بيشتر بود. نتايج آزمون MTS نشان داد كه رشد و تكثير افزايشي سلول¬هاي روي داربست¬هاي حاوي ZIF-8 بهبود قابل توجهي نسبت به داربست¬هاي بدون ZIF-8 را تجربه كردند؛ بنابراين داربست-هاي حاوي ZIF-8 هيچ سميتي براي سلول¬ها نداشتند و از رشد و تكثيرسلولي پشتيباني مي¬كنند و زيست سازگار هستند.
-
كليدواژه لاتين
Hydroxyapatite , Polycaprolactone , 3D Printing , Scaffold , Bone tissue engineering , MOF
-
عنوان لاتين
Fabrication and characterization of Hydroxyapatite/ Polycaprolactone composite scaffolds with ZIF-8 coating by 3D printing method for bone tissue engineering
-
گروه آموزشي
نانو فناوري
-
چكيده لاتين
Using 3D printed porous scaffolds for bone replacement is one of the most advanced methods of bone tissue engineering. Hydroxyapatite (HA) bioceramics and polycaprolactone polymer have been used in this research. The purpose of this research is to investigate the bioactivity and biodegradability of the scaffolds. Also, cell attachment and proliferation on scaffolds containing ZIF-8 nanoparticles is investigated in this research. HA nanoparticles were synthesized by hydrothermal method. The XRD results showed that the HA nanoparticles were properly synthesized and there is no separate phase in the nano powders. Also, SEM images showed flaky HA nanoparticles in nanometer sizes. These nanoparticles had a specific surface area of 23 m2/g and were in the mesoporous range with a pore size of 45 nm. Scaffolds consisting of 20, 25 and 30% HA were made. The mechanical test was applied on all three scaffolds and the values of compressive strength, compressive modulus and yield strength were the highest for the scaffold containing 25% HA and increased compared to pure PCL, which was due to the increased crystallinity of HA in PCL. Mechanical tests on the scaffolds showed that the scaffold containing 25% HA has optimal mechanical properties. The biodegradability and bioactivity of the optimal scaffolds were checked by immersing the samples in PBS and SBF solutions, respectively, and they showed very good bioactivity and biodegradability. Weight loss had an increasing trend during 4 weeks, and on the 28th day, the highest rate of destruction and weight loss was experienced. The pH of the PBS solution increased on the first day, and then the pH decreased. An increase in the pH of SBF solution occurred on days 1 and 3, followed by a decrease in pH. This issue was also proven by the gradual decrease in the concentration of calcium and phosphorus ions in the SBF solution. In addition, SEM and XRD results of these scaffolds also confirmed the formation of apatite on the scaffold surface. The presence of HA and the gathering of apatite nucleation sites were the reason for the intense formation of apatite layer on the surface of the scaffold. In-situ synthesis of ZIF-8 nanoparticles was performed on the optimal scaffolds and the formation of this layer was performed by SEM and EDS analysis by proving the presence of C, N, O and Zn elements. Also, the presence of calcium and phosphate elements related to HA nanoparticles was also proved by EDS test. In the following, MTS bioassays and DAPI/Phalloidin cell staining were performed to check cell attachment, proliferation and adhesion on the surface of scaffolds containing ZIF-8 and without ZIF-8. These results showed that the attachment of cells and their growth during 3 to 7 days were positive and it was more for scaffolds containing ZIF-8. The results of the MTS test showed that the growth and proliferation of cells on the scaffolds containing ZIF-8 experienced a significant improvement compared to the scaffolds without ZIF-8. Therefore, scaffolds containing ZIF-8 had no toxicity for cells and support cell growth and proliferation and are biocompatible
-
سازمان طرف قرارداد
پژوهشگاه رويان
-
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 :