ساخت آزمایشگاهی خمیر نانوکامپوزیتی با قابلیت تزریق به بدن

بسپار می نویسد، محققان پژوهشگاه مواد و انرژی موفق به ساخت نمونه ‌های آزمایشگاهی نوعی نانوکامپوزیت زیست سازگار با قابلیت حمل دارو شده‌ اند که قابل تزریق به استخوان آسیب دیده است. 

به گزارش خبرگزاری مهر، سعید حصارکی، عضو هیات علمی پژوهشگاه مواد و انرژی و مجری این طرح گفت:در صورت تکمیل آزمایش ‌ها و دستیابی به تولید انبوه از این ماده می‌توان در جراحی ‌های ارتوپدی ترمیم و بازسازی استخوان معیوب ناشی از تومور، کیست و یا شکستگی استفاده کرد. 

وی گفت: در سال‌ های اخیر، استفاده از جایگزین‌ های استخوانی به شکل‌ های مختلف رو به افزایش بوده است. خمیر‌های تزریق پذیر نمونه‌ ای از این مواد مورد استفاده در مهندسی بافت است. 

این پژوهشگر، هدف از انجام این طرح را تهیه یک خمیر تزریق پذیر با ویژگی زیست سازگاری متشکل از شیشه‌ زیست فعال و پلیمر سدیم آلژینات بوده است. 

حصارکی در خصوص مشکلات خمیرهای تزریقی موجود عنوان کرد: خمیرهای تزریق پذیر باید به گونه ‌ای باشد که با نیروی قابل قبولی تزریق شود؛ بدون اینکه جدایش فازی میان پودر و مایع اتفاق افتد. 

وی تصریح کرد: نقطه ضعف اصلی این سیستم ‌های تزریق پذیر از هم گسیختگی خمیرها در تماس با مایعات فیزیولوژیک بدن است که باعث می‌شود خمیر قبل از تشکیل استخوان محل عیب را ترک کند که استفاده از برخی پلیمرها پیوستگی خمیر را افزایش می‌دهد. 

این پژوهشگر اضافه کرد: نکته‌ مهم در انتخاب پلیمر ها این است که این افزودنی اثر نامطلوبی بر خواص بیولوژیکی، جریان‌ یابی و تزریق پذیری خمیر نداشته باشد. از دیگر مشکلات خمیرهای قابل تزریق ایجاد واکنش گیرش در آن ها است. لذا به دلیل سفت شدن سریع این خمیرها زمان کار با آن ‌ها محدود است و تزریق باید در زمان کوتاهی قبل از تشکیل ساختارهای داخلی صورت گیرد. 

حصارکی خاطر نشان کرد: در ساخت این خمیر تلاش شده که نمونه ‌ای سنتز شود که واکنش گیرشی در آن اتفاق نیافتد. این ویژگی بر اثر استفاده از شیشه‌ زیست فعال ایجاد شده است. لذا این نمونه می‌تواند تمام زوایای غیر قابل دسترس محل آسیب دیده را پر کند. 

وی عنوان کرد: همچنین بررسی خصوصیات رئولوژیکی این خمیر آسان تر است و از طرفی هزینه‌ تمام شده برای تهیه‌ این ماده به مراتب ارزان‌ تر از نمونه‌ خارجی آن است. 

این پژوهشگر با اشاره به سایر مزیت ‌های نمونه ‌های سنتز شده گفت: خمیر تزریق شده توانایی ماندگاری در محل نقیصه (کاشت) را بدون جابجایی در محیط اطراف و یا آبشویی دارد. همچنین مقاومت فیزیکی آن در برابر نفوذ مایعات بدن و ممانعت در برابر از هم پاشیدگی ساختار از دیگر مزیت ‌های آن به شمار می‌رود. ضمن اینکه ترکیب استفاده شده قابلیت تشکیل نانوذرات هیدروکسی آپاتیت و در نتیجه پیوند شیمیایی با بافت استخوان در محیط بدن را نیز داراست. 

حصارکی بیان داشت: همانگونه که اشاره شد اجزای این خمیر کامپوزیتی شامل یک فاز پودری از جنس شیشه‌ زیست فعال ۴۵S۵ و یک فاز محلول از پلیمر طبیعی سدیم آلژینات است. 

وی گفت: در این تحقیق خواص رئولوژیکی نمونه‌ها مانند ویسکوزیته، مقاومت کامپوزیت در مقابل جریان سیال داخل بدن، قابلیت تزریق پذیری مورد بررسی قرار گرفته است. 

این پژوهش با همکاری علی اصغر بهنام قادر، عضو هیأت علمی پژوهشگاه مواد و انرژی، شکوفه برهان، دانشجوی دکترای مهندسی مواد و ابراهیم قاسمی، عضو هیأت علمی مؤسسه‌ پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش انجام شده است.