افزایش خواص مکانیکی و زیست سازگاری نانوذرات هیدروکسی آپاتیت

به گزارش خبرگزاری آنا به نقل از روابط عمومی ستاد نانو، هیدروکسی آپاتیت یک ماده پر کاربرد در مهندسی بافت است. این ماده قابلیت زیست سازگاری بسیاری با بدن انسان دارد. با این حال خواص مکانیکی ضعیف آن باعث شده تا کاربردهای آن در مهندسی پزشکی با مشکلاتی همراه باشد. لذا استفاده از مواد کمکی جهت بهبود خواص هیدروکسی آپاتیت امری اجتناب ناپذیر است.

در این کار تحقیقاتی، نانوذرات هیدروکسی آپاتیت طبیعی با استفاده از یک فرآیند ساده و ارزان و از ماده اولیه استخوان گاو تولید شده و در ادامه با استفاده از فعال سازی مکانیکی، سرامیک هاردستونیت (HT) به داخل آن تزریق شده است. افزایش قابل توجه استحکام، چگالی و تراکم نانوکامپوزیت نهایی از انحلال یون‌های کلسیم، کاسته و از افزایش بی‌رویه PH خون جلوگیری می‌کند.

اگرچه پیش از این محققان تلاش‌های زیادی در جهت بهبود خواص مکانیکی هیدروکسی آپاتیت انجام داده‌اند اما نتایج این کار نشان از برتری نانوکامپوزیت حاصله در این پژوهش بر موارد پیشین دارد. افزایش مقاومت به خوردگی و همچنین پایداری شیمیایی عالی از مزایای این محصول است.

مجید عبداللهی، مجری طرح، در توضیح روش و مواد به کار رفته عنوان کرد: «استفاده از روش آسیاب‌کاری مکانیکی، سبب می‌شود خواص مکانیکی این ماده با کمترین هزینه مصرفی بهبود یابد. این امر با افزایش یک مقدار بهینه از ماده سرامیکی هاردستونیت محقق شده است. نکته مهم دیگر آن است که خاصیت زیست سازگاری کامپوزیت تولید شده در مقایسه با هیدروکسی آپاتیت اولیه تغییر زیادی پیدا نکرده است. این ویژگی شرایط استفاده از آن را در بدن انسان، بدون آسیب زدن به سلول‌ها فراهم می‌کند».

نانوکامپوزیت حاصله به عنوان ماده‌ای با خواص مکانیکی بالا و زیست فعالی مناسب در حوزه مهندسی پزشکی و مهندسی بافت و بهبود خواص ارتوپدی قابل کاربرد خواهد بود.

به گفته این محقق، برای دستیابی به اهداف مدنظر، ابتدا هیدروکسی آپاتیت، با استفاده از منابع طبیعی که در این

طرح استخوان گاو بود تولید شده است. خلوص حاصله با فلورسانس اشعه ایکس مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه درصدهای مختلف هاردستونیت با استفاده از روش آسیابکاری مکانیکی به هیدروکسی آپاتیت زمینه اضافه شده است. این کامپوزیت بعد از پرس شدن و انجام زینتر دو مرحله‌ای (TSS) توسط آزمایش‌های مکانیکی مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین زیست سازگاری آن با قرار گرفتن کامپوزیت در محلول شبیه‌سازی شده خون انسان مطالعه شده است.

بر اساس نتایج، به علت تراکم بالای حاصله در این نانوکامپوزیت، پایداری شیمیایی به شدت افزایش یافته و مقاومت به خوردگی تا حد بسیار مطلوبی بالا رفته است. این ویژگی موجب انحلال ناچیز نانوکامپوزیت حاصله در محیط‌های زیستی خواهد شد. نتایج این طرح حاکی از آن است که تزریق بیش از اندازه هاردستونیت به هیدروکسی آپاتیت نتایج معکوسی به همراه خواهد داشت و بنابراین باید در انتخاب مقدار بهینه دقت داشت. با توجه به جدید بودن ایده تزریق مواد سرامیکی به مواد زیست سازگار این تحقیق می‌تواند راهگشای تحقیقات آینده باشد.

مجید عبداللهی، دانشجوی دکترای دانشگاه آزاد نجف آباد، دکتر ابراهیم کرمیان، عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد نجف آباد و مهندس حسن قیصری در انجام این طرح همکاری داشته‌اند.