به همت پژوهشگران دانشگاه امیرکبیر؛

داربست‌های استخوانی بایو نانوکامپوزیتی با استفاده از چاپگر‌های سه‌بعدی ساخته شد

پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به ساخت داربست‌های استخوانی بایو نانوکامپوزیتی با استفاده از چاپگر‌های سه بعدی شدند.

کد خبر: ۷۰۱۵۴۶

دوشنبه - ۱۵ مرداد ۱۳۹۷ / August 06, 2018

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق شدند به کمک چاپگر‌های سه بعدی، داربست‌های استخوانی طراحی کنند که افزون بر کاربرد در مهندسی بافت، همزمان می‌تواند به کمک روش گرمادرمانی به منظور درمان سرطان استخوان در مجاورت بافت پیوندی به‌کار گرفته شود. این داربست از جنس بایو نانوکامپوزیت است و درون آن از نانوذرات مغناطیسی استفاده شده‌است. این تحقیقات در حال حاضر در مقیاس آزمایشگاهی انجام شده‌است.

یکی از روش‌های شناخته شده در درمان سرطان، روش هایپرترمیای مغناطیسی یا همان گرمادرمانی است که روشی مناسب در کنار سایر شیوه‌های درمانی از قبیل: شیمی درمانی و رادیو تراپی به‌شمار می‌رود. در این روش، با بالا بردن درجه حرارت بافت‌های بدن تا دمای ۴۲ الی ۴۵ درجه سانتی گراد، به‌طور موضعی و از طریق استفاده از انرژی الکترومغناطیسی، طی یک دوره‌ زمانی تعریف شده، سلول‌های سرطانی از بین می‌روند. درجه حرارت بالا نه تنها می‌تواند باعث مرگ سلول‌های سرطانی شود؛ بلکه باعث حساسیت بیشتر به رادیوتراپی و شیمی درمانی و افزایش کارآیی آن‌ها نیز می‌شود.

سعید سهمانی، پژوهشگر پسادکتری مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر، در توضیح کار انجام شده در این طرح تحقیقاتی عنوان کرد: «ما با کمک ابزار دقیق و سریع چاپگر سه‌بعدی، داربست استخوانی بایو- نانوکامپوزیتی دو کاره‌ای (زیست سازگار و از بین برنده‌ی سلول‌های سرطانی) ساختیم. همچنین، با استفاده خواص مکانیکی استخراج شده توسط آزمایشات صورت گرفته، رفتار ارتعاشات یک ایمپلنت استخوانی ساخته شده از این داربست به‌صورت تحلیلی و تحت شرایط بارگذاری گوناگون مدل شده و مورد بررسی قرار گرفته است.»

به گفته‌ سهمانی، ساخت این داربست با استفاده از چاپگر‌های سه بعدی و از ترکیب و سنتز بایوسرامیک (بردیجیت) و نانوذرات مغناطیسی (مگنتیت) صورت گرفته است. در نتیجه، داربست تولید شده زیست سازگار بوده و خواص بیولوژیکی و مکانیکی مشابه با استخوان طبیعی دارد و از تخلخل لازم به منظور رشد سلول‌های استخوانی جهت ترمیم و بازسازی یک بخش صدمه‌دیده‌ی استخوان برخودار است.

این محقق معتقد است از این داربست می‌توان در بخش مهندسی پزشکی، جهت ترمیم و بازسازی بخش‌های صدمه‌دیده‌ی استخوانی بهره گرفت. از طرفی به دلیل دارا بودن نانوذرات مغناطیسی (مگنتیت) این قابلیت را دارد که با قرار گرفتن در یک میدان مغناطیسی AC، گرما تولید کرده و سبب افزایش درجه حرارت بافت اطراف خود شود. در نتیجه، تمامی سلول‌های سرطانی موجود در اطراف داربست جایگذاری شده در بافت، توسط هایپرترمیا (گرمادرمانی) از بین می‌روند.

سهمانی بیان کرد: «طراحی و ساخت داربست بایو- نانوکامپوزیتی با بهره گیری از چاپگر سه‌بعدی، روشی سریع و با قابلیت طراحی و ساخت نمونه‌هایی با ساختار پیچیده و تخلخل با ابعاد مشابه با استخوان طبیعی است که می‌توان آن را از ویژگی‌های منحصر به فرد این تحقیق نام برد.»

گفتنی است، در این تحقیق، آنالیز پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترون روبشی و دستگاه اندازه گیری خواص مغناطیسی و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس، برای تجزیه و تحلیل ساختاری یا خصوصیات بیولوژیکی داربست ساخته شده به‌کار برده شده‌اند.