موفقیت پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت در بهبود کیفیت سیمان استخوانی

پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت ایران، با استفاده از نانو مواد طبیعی حاصل از استخوان گاو توانستند کیفیت سیمان‌های استخوانی اکریلیکی که کاربرد وسیعی در ارتوپدی دارد را افزایش دهند.

کد خبر: ۴۵۴۲۰۴

سه‌شنبه - ۰۵ آبان ۱۳۹۴ / October 27, 2015

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو؛ پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت ایران، با استفاده از نانو مواد طبیعی حاصل از استخوان گاو توانستند کیفیت سیمان‌های استخوانی اکریلیکی که کاربرد وسیعی در ارتوپدی دارد را افزایش دهند.

پزشکان معمولا برای ثابت نگاه داشتن پروتز‌ها و مواد کاشتنی در بدن بیمارانی که دچار صدمات استخوانی شده‌اند از ماده‌ای به نام سیمان استخوانی استفاده می‌کنند.سیمان استخوان اکریلیکی یکی از مرسوم‌ترین انواع سیمان است که به طور گسترده‌ای در کاربردهای کلینیکی و ارتوپدی به منظور اطمینان از تثبیت عضو مصنوعی در محل مورد نظر استفاده می‌شود.

مجید رضا آیت اللهی، استاد دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران و سرپرست پروژه ساخت سیمان استخوانی جدید اکریلیکی در این باره گفت: خواص مکانیکی و زیستی سیمان استخوانی اکریلکی نسبتاً ضعیف می‌باشد که با گذشت زمان باعث زوال در فصل مشترك سيمان- ایمپلنت يا سيمان- استخوان می‌شود و اين امر به عدم پايداري و شكست مكانيكي و در نتیجه واماندگی سیستم پروتز منجر می‌گردد. به همین دلیل وی به همراه  هادی اصغرزاده شیرازی پروژه‌ای را در مقطع کارشناسی ارشد تعریف کردند که بررسی اثر افزودن نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت طبیعی بر خواص مکانیکی و سایشی سیمان استخوانی اصلاح شده با این دسته از نانو ذرات، مهم‌ترین هدف این طرح تحقیقاتی عنوان شده است.

پژوهشگران بسیاری تلاش كرده‌اند که خصوصيات مكانيكي و زیستی سيمان استخوانی را با استفاده ازالیاف و افزودنی‌های تقویتی و زیست سازگار بهبود بخشند. ذرات هیدروکسی آپاتیت به عنوان افزودنی سازگار با استخوان یکی از این نوع افزودنی‌های تقویتی و زیست سازگار است که در سال‌های اخیر تحقیقات زیادی را جهت بهبود خواص مکانیکی، زیستی، بیولوژیکی و فیزیکوشیمیایی سیمان استخوانی کامپوزیتیبه خود اختصاص داده است. اما اغلب این تحقیقات با استفاده از ذرات هیدروکسی آپاتیت در ابعاد میکرو که با فرآیندهای شیمیایی به دست آمده، انجام شده است. این در حالی است که پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت ایران دریافتند که ذرات کوچکتر در حد نانو به طور قابل توجهی نتایج را بهبود می‌دهد. از آنجا که نانوهیدروکسی آپاتیت در استخوان و مینای دندان نیز یافت می‌شود،  تصمیم گرفته شد تا به جای استفاده از موادی با منشا شیمیایی، این مواد را از استخوان گاو استخراج کنند. استخوان گاو به عنوان ماده خام، طبیعی، در دسترس، ارزان‌قیمت و با توجه به شباهت ساختاری آن با استخوان انسان یکی از مناسب‌ترین گزینه‌های تولید پودر هیدروکسی آپاتیت می‌باشد.

هادی اصغرزاده شیرازی، پژوهشگر همکار پروژه گفت: ما با انجام آزمایشهای دندانه گذاری و خراش نانو متوجه شدیم افزودن درصد معینی از نانو هیدروکسی آپاتیت به عنوان درصد بهینه باعث بهبود خواص مکانیکی و سایشی نظیر سختی، چقرمگی شکست، مقاومت در برابر سایش و سختی خراش نمونه‌های نانو کامپوزیتی سیمان استخوانی- هیدروکسی آپاتیت می‌شود

وی در پایان خاطرنشان کرد :هیدروکسی آپاتیت نانو ساختار با افزایش نسبت سطح به حجم، خواص مکانیکی بالاتر و زیست سازگاری مطلوبتری نسبت به نمونه‌های میکرومتریدارد و این نکته عامل اصلی بهبود خواص مکانیکی و زیست سازگاری در سیمان استخوانی ساخته شده در دانشگاه علم و صنعت ایران است.

پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت ایران، هم‌اکنون آزمایش‌های تعیین خواص مکانیکی سیمان استخوانی را با موفقیت پشت سر گذاشته‌اند و در حال انجام آزمایش‌های زیست سازگاری هستند. با اتمام این آزمایش‌ها امکان تجاری‌سازی این ماده برای استفاده گسترده در حوزه پزشکی فراهم می‌شود.