نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

ویژگی‌‌های مکانیکی و ساختاری داربست‌‌های مهندسی بافت یکی از عوامل مهم در بازسازی و ترمیم بافت محسوب می‌‌شوند. از این‌رو، در پژوهش حاضر، به بررسی تأثیر میزان نانوذرات اکسید روی و مورفولوژی داربست بر خواص مکانیکی داربست‌های نانوکامپوزیتی پلی‌کاپرولاکتون/ نانوذرات اکسید روی پرداخته شد. در این پژوهش، داربست‌های نانوکامپوزیتی پلی‌کاپرولاکتون/ نانوذرات اکسید روی به روش ریخته‌گری حلال/ شستشوی ذرات نمک و با سه غلظت متفاوت 0، 5 و 15 درصد وزنی نانوذرات اکسید روی تهیه شدند. سپس، از روش پراش پرتو ایکس (XRD) به‌منظور تأیید فازهای مطلوب در ترکیب داربست استفاده شد. استحکام فشاری داربست‌‌های ساخته شده نیز به‌عنوان شاخصی از خواص مکانیکی، ارزیابی شد. همچنین، به‌منظور بررسی مورفولوژی و تخلخل داربست‌‌ها و توزیع نانوذرات اکسید روی در داربست از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. نتایج به‌دست آمده نشان داد که با افزودن نانوذرات اکسید روی به‌عنوان تقویت‌کننده، استحکام فشاری داربست‌‌ها افزایش می‌‌یابد. از سوی دیگر، با افزایش نانوذرات اکسید روی به بیش از 5 درصد وزنی، استحکام فشاری کاهش یافت. در واقع، داربست نانوکامپوزیتی پلی‌کاپرولاکتون/ اکسید روی با 5 درصد وزنی اکسید روی بیشترین میزان استحکام و مدول فشاری و یکپارچگی ساختار را داشت. 

امروزه افراد بسیاری به‌دلیل صدمات وارده به بافت استخوان نیاز به استفاده و کاشت ثابت‌کننده‌های استخوانی دارند. به‌دلیل تحریک سیستم ایمنی پس از کاشت، عفونت در محل عمل بسیار رایج است که باعث ایجاد تورم و درد در ناحیه عمل می‌شود. استفاده از نانوذرات اکسید روی باعث کاهش عفونت در محل عمل و کاهش نیاز بیمار به مصرف آنتی‌بیوتیک می‌شود. هدف از انجام این پژوهش ساخت و مشخصه‌یابی اتصالات پلیمری آنتی‌باکتریال قابل جذب جهت کاربرد در بافت سخت است که بتواند نیاز بیمار به جراحی مجدد جهت خروج اتصالات دائمی را برطرف کند. برای این منظور از پلیمرهای زیست تخریب‌پذیر پلی‌لاکتیک ‌اسید و پلی‌کاپرولاکتون و نانوذرات هیدروکسی‌ آپاتیت و اکسید روی و همچنین حلال کلروفرم استفاده شد. برای ساخت نمونه‌ها از روش محلولی استفاده شد و با استفاده از هم حمام فراصوت و همزن ‌مغناطیسی نمونه‌ها ساخته شد. جهت بررسی مورفولوژی داربست‌های ساخته شده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی استفاده شد. ارزیابی سمیّت نمونه‌ها توسط آزمون MTT بررسی شد. رفتار نانوکامپوزیت‌ها در مقابل باکتری‌های اشریشیاکلای(ای‌کلای) و استافیلوکوکوس اورئوس(اس‌آرئوس) توسط اندازه‌گیری قطر هاله عدم رشد بررسی شد. نتایج نشان داد که میزان قطر هاله عدم رشد در زمینه پلیمری در برابر باکتری‌ ای‌کلای 0/219 ± 14/79 میلی‌متر و برای زمینه بهینه 0/341 ± 38/72 میلی‌متر بود. همچنین میزان قطر هاله عدم رشد در برابر باکتری اس‌آرئوس در زمینه پلیمری 0/32 ± 17/42 میلی‌متر و برای ماتریس بهینه 0/318 ± 39/97 میلی‌متر اندازه‌گیری شد که نشان از فعالیت آنتی‌باکتریال نانوذرات اکسید روی دارد. همچنین مشاهده شد که سلول‌های فیبروبلاست روی سطح داربست‌های اصلاح شده زنده‌مانی بیشتری نسبت به داربست پلیمری داشتند. این نتایج نشان داد که اصلاح داربست‌ها با نانوذرات باعث مهار رشد باکتری در محیط کشت می‌شود. این مطالعه نشان داد که اضافه کردن نانوذرات اکسید روی باعث بهبود خاصیت ضد باکتریایی داربست‌ها و همچنین بهبود زندهمانی سلول‌ها و کاهش سمیّت داربست می‌شود.