بهبود کيفيت سيمان استخوانی با نانو مواد طبيعی

پژوهشگران ایرانی موفق شدند با مواد طبيعی حاصل از استخوان گاو و فناوری نانو، کيفيت سيمان‌های استخوانی اکريليکی که کاربرد وسيعی در ارتوپدی دارد را افزايش دهند.

پزشکان معمولا برای ثابت نگاه داشتن پروتز‌ها و مواد کاشتنی در بدن بيمارانی که دچار صدمات استخوانی شده‌اند از ماده‌ای به نام سيمان استخوانی استفاده می‌کنند. پژوهشگران بسياری تلاش کرده‌اند که خصوصيات مکانيکی و زيستی سيمان استخوانی را با استفاده ازالياف و افزودنی‌های تقويتی و زيست سازگار بهبود بخشند.

ذرات هيدروکسی آپاتيت به عنوان افزودنی سازگار با استخوان يکی از اين نوع افزودنی‌های تقويتی و زيست سازگار است که در سال‌های اخير تحقيقات زيادی را جهت بهبود خواص مکانيکی، زيستی، بيولوژيکی و فيزيکوشيميايی سيمان استخوانی کامپوزيتيبه خود اختصاص داده است.

اما اغلب اين تحقيقات با استفاده از ذرات هيدروکسی آپاتيت در ابعاد ميکرو که با فرآيندهای شيميايی به دست آمده، انجام شده است. اين در حالی است که پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت ايران دريافتند که ذرات کوچکتر در حد نانو به طور قابل توجهی نتايج را بهبود می‌دهد. از آنجا که نانوهيدروکسی آپاتيت در استخوان و مينای دندان نيز يافت می‌شود، آنها تصميم گرفتند تا به جای استفاده از موادی با منشا شيميايی، اين مواد را از استخوان گاو استخراج کنند.

استخوان گاو به عنوان ماده‌‌‌ خام، طبيعی، در دسترس، ارزان‌قيمت و با توجه به شباهت ساختاری آن با استخوان انسان يکی از مناسب‌ترين گزينه‌های توليد پودر هيدروکسی آپاتيت است.سيمان استخوان اکريليکی يکی از مرسوم‌ترين انواع سيمان است که به طور گسترده‌ای در کاربردهای کلينيکی و ارتوپدی به منظور اطمينان از تثبيت عضو مصنوعی در محل مورد نظر استفاده می‌شود.

مجيدرضا آيت اللهی، استاد دانشکده مهندسی مکانيک دانشگاه علم و صنعت ايران و سرپرست پروژه «ساخت سيمان استخوانی جديد اکريليکی» گفت: خواص مکانيکی و زيستی سيمان استخوانی اکريلکی نسبتا ضعيف است که با گذشت زمان باعث زوال در فصل مشترک سيمان- ايمپلنت يا سيمان- استخوان می‌شود.

وی ادامه داد: اين امر به عدم پايداری و شکست مکانيکی و در نتيجه واماندگی سيستم پروتز منجر می‌ شود.

ایت اللهی افزود: بررسی اثر افزودن نانو ذرات هيدروکسی آپاتيت طبيعی بر خواص مکانيکی و سايشی سيمان استخوانی اصلاح شده با اين دسته از نانو ذرات، مهم‌ترين هدف اين طرح تحقيقاتی عنوان شده است.

هادی اصغرزاده شيرازی، پژوهشگر دیگر این طرح اظهار داشت: ما با انجام آزمايشهای دندانه گذاری و خراش نانو متوجه شديم افزودن درصد معينی از نانو هيدروکسی آپاتيت به عنوان درصد بهينه باعث بهبود خواص مکانيکی و سايشی نظير سختی، چقرمگی شکست، مقاومت در برابر سايش و سختی خراش نمونه‌های نانو کامپوزيتی سيمان استخوانی- هيدروکسی آپاتيت می‌شود.

وی عنوان کرد: هيدروکسی آپاتيت نانو ساختار با افزايش نسبت سطح به حجم، خواص مکانيکی بالاتر و زيست سازگاری مطلوب ­ تری نسبت به نمونه‌های «ميکرومتريدارد» و اين نکته عامل اصلی بهبود خواص مکانيکی و زيست سازگاری در سيمان استخوانی ساخته شده در دانشگاه علم و صنعت ايران است.

هم‌اکنون این پژوهشگران آزمايش‌های تعيين خواص مکانيکی سيمان استخوانی را با موفقيت پشت سر گذاشته‌اند و در حال انجام آزمايش‌های زيست سازگاری هستند. با اتمام اين آزمايش‌ها امکان تجاری‌سازی اين ماده برای استفاده گسترده در حوزه پزشکی فراهم می‌شود.

منبع: مهر

آلوارس؛ بهشت پنهان ایران/ روستایی که مه و آبگرم آن را جادو کرده (+عکس)

تماشاخانه

یوسف مجید‌زاده ؛ کاشف «خط شرق» و «حلقه گمشده تمدن بشریت» در ایران

پل ورسک ؛ یکی از عجیب‌ترین پل‌های جهان و شاهکار مهندسی ۹۰ ساله / آنچه درباره‌اش نمی‌دانید

فیلم های دیگر