عنوان پایان‌نامه
تهیه و مشخصه یابی داربستهای کامپوزیتی کیتوسان- ویسکرهای کلسیم فسفات چندفازی برای کاربردهای مهندسی بافت استخوان
- رشته تحصیلی
- مهندسی بافت
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 70382
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- فریبا رسولی دیسفانی
- استاد راهنما
- عبدالرضا شیخ مهدی مسگر
- چکیده
- در این تحقیق شرایط تشکیل ویسکرهای کلسیم‌فسفاتی توسط روش هیدرولیز– رسوب‌نشانی در محیط اسیدی، شرایط رفلاکس و حضور کربنیل دی‌آمید (اوره) تعیین شد و داربستهای کامپوزیتی کیتوسان- ویسکر کلسیم‌فسفات در دو حالت سنتزشده و عملیات‌حرارتی شده به روش فریزدرایینگ تهیه و مشخصه‌یابی گردید. آنالیز فازی ویسکرها توسط پراش پرتو ایکس (XRD) صورت گرفت. مشخصه‌یابی ساختاری ویسکرها و داربستهای تهیه‌شده به کمک طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) انجام شد. مورفولوژی ویسکرها و ریزساختار داربست به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مطالعه شد. نتایج نشان داد ویسکرهای سنتزشده از دو فاز مونتیت و هیدروکسی‌آپاتیت با طول ?m 100-10 و عرض ?m 6-2 تشکیل شده است که بعد از عملیات حرارتی به ویسکرهای چندفازی مشتمل بر هیدروکسی‌آپاتیت- تری‌کلسیم‌فسفات و کلسیم پیروفسفات تبدیل می‌شود. نتایج FTIR مؤید تشکیل آپاتیت با کمبود کلسیم و حاوی کربنات بود. داربستهای کامپوزیتی کیتوسان و ویسکر در دو حالت سنتزشده و عملیات حرارتی شده با نسبت به ترتیب 5 به 1، 3 به 1 و 1 به 1 دارای تخلخل‌های در حدود ?m 300-100 و درصد تخلخل در محدوده 6/81-0/69 درصد بود. افزایش میزان ویسکر سنتزشده بر درصد تخلخل و اندازه تخلخل تأثیر معناداری نداشت، در حالی‌که افزایش مقدار ویسکر عملیات‌حرارتی شده موجب کاهش قابل‌توجه درصد تخلخل و اندازه متوسط حفره گردید. نتایج اندازه‌گیری استحکام فشاری داربست‌ها نشان داد که با افزایش محتوی ویسکر داربست (در دو حالت سنتزشده و عملیات حرارتی شده)، مدول یانگ و تنش تسلیم با افزایش روبه‌رو می‌شود، هرچند که ارقام، برای داربستهای حاوی ویسکر عملیات‌حرارتی شده بالاتر بود. مطالعه زیست‌فعالی داربست‌ها در شرایط شبیه‌سازی شده به کمک غوطه‌وری در محلول SBF نشان داد که بر روی سطح داربست، لایه‌ای غنی از کلسیم‌فسفات حاوی کربنات تشکیل می‌شود. یافته‌های این تحقیق نشان داد داربستهای کامپوزیتی تهیه‌شده از کیتوسان/ ویسکر کلسیم‌فسفاتی از نقطه‌نظر خواص مکانیکی و زیست‌فعالی می‌تواند برای مهندسی بافت سخت به کار رود.
- Abstract
- Abstract: In this study, the formation conditions of multiphasic calcium phosphate using a hydrolysis – precipitation method under reflux condition and presence of urea were determined. The composite scaffolds consisting chitosan and calcium phosphate whiskers (both synthesized and heat treated ones) with a weight ratio of chitosan to calcium phosphate of 5:1, 3:1 and 1:1 were prepared by freeze drying. The whiskers and scaffolds were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy. The results showed that the synthesized whiskers were consisted of monetite and hydroxyapatite (HA) with the length of 10-100 µm and width of 2-6 µm. Heat treatment of whiskers was transformed them to multiphasic calcium phosphates of HA, tricalcium phosphate (TCP) and calcium pyrophosphate. The FTIR results proved the formation of carbonated and calcium deficient HA in whiskers. The prepared composite scaffolds represented the interconnected porous structures of 69-81.6% porosity with the pore size in the range of 190-300 µm. An increase in whisker content had no significant effect on porosity and pore size of composite containing synthesized whiskers. The results of strength of scaffolds showed that both Young modulus and yield strength of scaffolds were increased by increasing whisker content. However, these magnititude were higher for scaffolds containing heat treated whiskers compared to synthesized one. In vitro bioactivity of scaffolds were estimated by immersion into SBF for 21 days. According to the X-Ray map and EDXA analysis, a Ca-P rich layer containing carbonate was formed on the surface of scaffolds immersed into SBF. The findings indicate that the developed composite scaffolds in this study from the viewpoint of physical and chemical properties as well as acellular bioactivity may be useful for bone tissue engineering applications. Keywords: Calcium Phosphate; Whiskers; Composite Scaffolds; Chitosan; Bone Tissue Engineering
