اصلاح هیدروکسی آپاتیت با یون کبالت و ارزیابی رفتار زیستی آن جهت کاربرد در مهندسی بافت استخوان
[پایاننامه]
Modification of hydroxyapatite using Cobalt ions and Evaluations of its Biological behavior in bone tissue engineering application
/امیر کاهائی خسروشاهی
: مهندسی شیمی
، ۱۳۹۸
۸۳ص.
:
زبان: فارسی
زبان چکیده: فارسی
چاپی - الکترونیکی
مصور، جدول، نمودار
کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی- بیوتکنولوژی
۱۳۹۸/۱۱/۰۱
صنعتی سهند
مطالعهی حاضر روی اصلاح ساختار و رفتار بیولوژیکی داربستهای استخوانی ساخته شده از هیدروکسی آپاتیت خالص با کبالت که بهعنوان یک ماده زیست فعال و استخوانساز شناخته میشود، متمرکز است .در این روش یونهای کبالت متناسب با غلظت آن در محلول(۰/۰۵، ۰/۱۵، ۰/۲۵ و ۰/۵ میلی مولار) ، با روش تعویض یونی جایگزین تعدادی از کلسیم های سطحی هیدروکسی آپاتیت شده و به ترتیبLLCo ،LCo ، MCo و HCo نامگذاری شد .کبالت مورد نیاز برای این فرآیند از نمک نیترات کبالت تامین و مورد استفاده قرار گرفت .پودهای سنتز شده در این تحقیق، در گام اول توسط تستهایی از قبیل پراش اشعه ایکس، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدان و طیف سنجی پراکندگی انرژی پرتو ایکس، به منظور مشخصه یابی شیمیایی و اثبات حضور کبالت در ساختار مورد آزمایش قرار گرفت .نتایج حاصل علاوه بر تایید جایگزینی یون کبالت و حضور آن در ساختار، تغیر مورفولوژی سطح و تشکیل تودههای در هم آمیخته و همچنین بهبود اتصال سلول به سطح هیدروکسی آپاتیت کبالت دار نسبت به نمونه خالص بود .در گام دوم میزان رهایش کبالت از داربستها به محیط توسط جذب اتمی به روش شعله و زیستایی سلولهای مدل استخوانیMG -۶۳ در مجاورت داربستها با میزان کبالت مختلف، کشت داده شده و در مدت ۷ روز به روش MTT ، سنجیده و مقایسه شد .طبق نتایج بدست آمده، داربست ( LCo حاوی ۱/۴ درصد وزنی کبالت) با بیشترین زیستایی سلولی را به همراه داشت .رهایش کبالت برای داربست ها بررسی گردید و نتایج نشان داد که در روزهای ۵ و ۷ به مقدار پایدار با تغییرات بسیار کم رسیده است( ۰/۰۳▒ ۰/۴ میلیگرم در لیتر .)در انتها، برخی ویژگیهای مؤثر داربست مانند میزان تخریب و همچنین آنالیزهای بیولوژیکی مکمل شامل تست زیستایی سلول، فعالیت سنجی به روش آلکالین فسفاتاز، بررسی فعالیت معدنی به کمک آزمون رنگآمیزی آلیزارین رد و در انتها میزان مرگ سلولی بوسیله فلو سایتومتری، روی داربست بهینه، داربست هیدروکسی آپاتیت خالص و درنهایت، سلولهای کنترلی جهت بررسی دقیق تر اثرات داربست بهینه، انجام گرفت .نتایج بدستآمده حاکی از آن است که در حضور داربست بهینه، زیستایی سلولها ۳/۴ برابر، فعالیت استخوانی ۱/۹ برابر نسبت به سلولهای کنترلی بوده و مرگ سلولها در حضور داربست به کمترین مقدار( ۳) رسید .این نتایج نشان میدهد که اصلاح هیدروکسی آپاتیت با یون کبالت پتانسیل بسیار مناسبی برای استفاده در مهندسی بافت استخوان دارد
This study focuses on the structure and biological behavior of pure hydroxyapatite (HA) and cobalt-doped hydroxyapatite (Co-HA) scaffolds. Cobalt-doped HA powders were synthesized by the ion-exchange method. Cobalt nitrate and hydroxyapatite were used as procedure materials. The synthesized powders were characterized using x-ray diffraction pattern (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Field emission scanning electron microscopy (FESEM), Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), elemental mapping as well as MTT, assay and alkaline phosphatase (ALP) and Alizarin red S Staining (ARS) and Flow Cytometry. The results confirmed the substitution of Ca2+ by Co2+ ions in the HA structure. In addition, this substitution induced crystal size reduction and HA particles, morphology change, which resulted in improved cell adhesion. LCo Co-HA sample displayed enhanced biological properties, as opposed to the behavior observed in the pure HA scaffolds.
ba
Modification of hydroxyapatite using Cobalt ions and Evaluations of its Biological behavior in bone tissue engineering application
مهندسی بافت
مهندسی بافت استخوان
هیدروکسی آپاتیت
تعویض یونی
Bone tissue engineering (BTE), Hydroxyapatite (HA), Cobalt-doped hydroxyapatite (Co-HA), Ion Exchange