ابداع نانوکامپوزیت نوین برای ترمیم بافت‌های استخوانی در واحد نجف‌آباد

به گزارش خبرنگار آنا، دکتر مجید عبداللهی و دکتر ابراهیم کرمیان از مدرسان و پژوهشگران دانشگاه آزاد اسلامی نجف‌آباد روشی ساده و ارزان برای تولید نانوذرات پرکاربرد هیدروکسی آپاتیت با تهیه بیوکامپوزیت نوین برای ترمیم بافت‌های استخوانی ابداع کردند و بر این اساس عنوان مقاله برتر در ستاد فناوری نانو ریاست جمهوری را به‌دست آوردند.

مجید عبداللهی در گفت‌وگو با خبرنگار خبرگزاری آنا اظهار کرد: هیدروکسی آپاتیت یک ماده‌ پرکاربرد در مهندسی بافت است که قابلیت زیست‌سازگاری بسیاری با بدن انسان دارد. در حالی که خواص مکانیکی ضعیف آن باعث شده تا کاربردهای آن در مهندسی پزشکی با مشکلاتی همراه باشد؛ بنابراین استفاده از مواد کمکی جهت بهبود خواص هیدروکسی آپاتیت امری اجتناب ناپذیر است.

مدرس و پژوهشگر دانشگاه آزاد اسلامی نجف آباد با بیان اینکه در این کار تحقیقاتی از نانوذرات هیدروکسی آپاتیت طبیعی و با یک فرآیند ساده و ارزان و از ماده‌ اولیه‌ استخوان گاو تولید و استفاده شده اظهار کرد: 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 بی‌رویه‌ی PH خون جلوگیری می‌کند.

وی گفت: قبلا محققان زیادی تلاش‌ کردند خواص مکانیکی هیدروکسی آپاتیت را بهبود ببخشند، ولی 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.

عبداللهی، مجری طرح، در توضیح روش و مواد به کار رفته در این پژوهش گفت: «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 ماده‌ی 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.»

این مدرس دانشگاه اظهار کرد: نانوکامپوزیت حاصله به عنوان ماده‌ای با خواص مکانیکی بالا و زیست فعالی مناسب در حوزه‌ی مهندسی پزشکی و مهندسی بافت و بهبود خواص ارتوپدی قابل کاربرد است.

به گفته‌ این پژوهشگر، برای دستیابی به اهداف مورد نظر، ابتدا باید هیدروکسی آپاتیت را با استفاده از منابع طبیعی که در این طرح استخوان گاو بود تولید شده است وخلوص حاصله با فلورسانس اشعه‌ی 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 شبیه سازی شده‌ی خون انسان مطالعه شده است.

عبداللهی نتایج این پژوهش را این گونه بیان می کند: 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.

عبداللهی، کرمیان و مهندس حسن قیصری در انجام این طرح همکاری داشته‌اند که نتایج آن در مجله‌ Ceramics International(جلد 41، شماره 4، سال 2015، صفحات 5967 تا 5975) منتشر شده است و همچنین این مقاله به عنوان مقاله برتر از طرف ستاد ویژه توسعه فناوری نانو ریاست جمهوری را کسب کرد.