سنتز و ارزيابي خواص داربست نانو كامپوزيت پلي كاپرولاكتون-هاردستونايت با استفاده از روش الكتروريسي

Synthesis and evaluation of PCL/Hardystonite nanocomposites scaffolds by electrospinnig method

در سال‌هاي اخير، استفاده از بيومواد پليمري به‌عنوان كاشتني رشد بالايي داشته است؛ يكي از مشكلات كاشتني‌هاي پليمري مصنوعي سرعت تخريب و استحكام پايين است كه با افزودن ذرات تقويت‌كننده سراميكي اين مشكلات رفع مي‌گردد. هاردستونايت يك بيوسراميك با تركيب شيميايي Ca2ZnSi2O7مي‌باشد كه علاوه بر كلسيم داراي عناصر روي و سيليسيم مي‌باشد كه براي بازسازي بافت‌هاي آسيب‌ديده بسيار مفيد مي‌باشد. در اين پژوهش از روش آلياژسازي مكانيكي، براي توليد نانوذرات هاردستونايت استفاده شده است. پس از ساخت اين ذرات، داربست ليفي نانو كامپوزيتي پلي كاپرولاكتون با درصد‌هاي مختلف وزني (3، 5 و 10) از نانوپودر هاردستونايت به روش الكتروريسي تهيه شد. مورفولوژي الياف الكتروريسي شده با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و آناليز فازي نانوپودرهاي سراميكي با استفاده از پراش پرتو ايكس (XRD) بررسي شد. همچنين خواص مكانيكي الياف اندازه‌گيري گرديد. نتايج تحقيق نشان داد كه با افزايش درصد وزني نانوپودر، قطر الياف داربست ليفي نانو كامپوزيتي پلي كاپرولاكتون-هاردستونايت ابتدا كاهش و سپس افزايش يافت. علاوه بر اين، با افزايش درصد وزني نانوپودر هاردستونايت، در ابتدا استحكام كششي افزايش و سپس كاهش مي‌يابد و نمونه 5 درصد نانوپودر داراي بالاترين استحكام كششي مي‌باشد.

In recent years, the use of polymeric biomaterials as implants has grown significantly; one of the problems of synthetic polymer implants is the rate of degradation and low strength, which can be solved by adding ceramic reinforcing particles. Hardystonite with chemical formula Ca2ZnSi2O7 which is very helpful for the damaged tissue regeneration. In this study, pure nano-crystalline hardystonite powder was prepared by mechanochemical synthesis. After fabrication of these particles, nano-biocomposite scaffold composed of polycaprolactone and different weight percentages (3, 5 and 10) of hardystonite nanopowder was prepared by electrospinning method. Scanning electron microscopy (SEM) and the X-ray diffraction (XRD) were utilized to characterize the morphology of electrospun fibers and analyze prepared nanopowder, respectively. The mechanical properties of the fibers were also measured. The results showed that with increasing the weight percentage of nanopowder, the diameter of nanocomposite electrospun fibers of polycaprolactone-hardystonite scaffold first decreased and then increased. In addition, with increasing the weight percentage of hardystonite nanopowder, the tensile strength first increases and then decreases, and the scaffold contains 5% nanopowder has the highest tensile strength.