ساخت پلاك غيرفلزي پلي كاپرولاكتوننانو بغداديت جهت استفاده در ترميم بافت‌هاي آسيب‌پذيراستخوان

Fabrication of non-metallic Polycaprolactone-Baghdadite nanoparticles plates for using in repairing of bone damages

پلاك‌هاي استخواني فلزي سال‌هاست است كه جهت تثبيت شكستگي استخوان در درمان‌هاي جراحي ارتوپدي استفاده مي‌شود. اختلاف سفتي پلاك‌هاي فلزي و استخوان منجر به ايجاد پوكي استخوان در ناحيه زير پلاك و افزايش احتمال شكستگي مجدد آن مي‌شود، علاوه بر اين خوردگي و سايش پلاك‌هاي فلزي منجر به رهايش محصولات خوردگي ناخواسته در بدن مي‌شود. براي رفع اين مشكل مي‌توان از كامپوزيت‌هاي پليمر سراميكي تخريب‌پذير استفاده كرد. هدف از اين تحقيق ساخت پلاك استخواني غيرفلزي و تخريب‌پذير از جنس پلي‌كاپرولاكتونبغداديت (ca3zrsi2o9) جهت تثبيت و ترميم بافتهاي استخواني‌ آسيب مي باشد. پلي‌كاپرولاكتون پليمري نيمه بلورين است كه در شرايط محيطي بدن بسيار زيست‌سازگار است وليكن نسبت به ساير پليمرهاي زيست‌سازگار نرخ تخريب كمتر و انرژي شكست بالاتري دارد. بغداديت بيوسراميكي با خواص زيست‌فعالي بالا است لذا افزايش نانوذرات بغداديت به پلي‌كاپرولاكتون ضمن بهبود افزايش زيست‌فعالي، سرعت تخريب كامپوزيت فوق را افزايش مي‌دهد. در اين تحقيق ابتدا پودر بغداديت به روش سل ژل تهيه شد و سپس مقادير 0،10 و 20 درصد وزني نانو پودر بغداديت به محلول پلي‌كاپرولاكتون حل‌شده در كلروفوم اضافه ‌شده و با روش ريخته‌گري انحلالي، فيلم‌هاي كامپوزيتي پايه پليمري تهيه شد. از آزمون‌هاي پراش پرتوايكس(xrd) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (sem) و عبوري (tem) به‌منظور فازشناسي، بررسي ريزساختار و مورفولوژي و از آزمون غوطه‌وري در محلول شبيه‌سازي‌شده بدن (sbf) جهت بررسي خواص زيست‌فعالي پلاك‌هاي توليدي استفاده شد. نتايج آزمون‌ها بيانگر زيست‌فعالي بالاي پلاك‌هاي فوق است.

Metallic bone plates for years are used to stabilize bone fractures in orthopedic surgical treatment. The differences between stiffness of Metal plates and bone lead to osteoporosis and increase the risk of again fractures in the area of the plate. In addition, wear and corrosion of metal plaques lead to release of unwanted corrosion products in the body. To fix this problem ceramic polymer degradable composites can be used. The purpose of this research was to fabricate non-degradable bone plate of Polycaprolactone-Baghdadite (Ca3ZrSi2O9) to stabilize and restore the bone tissue damages. Polycaprolactone (PCL) is semi-crystalline polymer with biocompatible body, but the degradation rate of PCL than other biocompatible polymer is lower and has higher fracture energy. Baghdadite is a bioceramic with high bioactivity properties, so the additions of baghdadite nanoparticles to PCL lead to increase the bioactive of PCL meanwhile improve the speed of degradation of the composites. In this study, Baghdadite powder was prepared by the sol-gel method and then values of 0, 10 and 20 wt% nano-powder added to PCL solution dissolved in chloroform, by the casting method, composite films were prepared. To identify the size and shape of the Baghdadite powder, the X-ray diffraction and transmission electron microscopy tests were used, in order to evaluate the biological properties, the test of immersion in simulated body solution (SBF) applied and assessment of particle shape and morphology of samples was done by scanning electron microscopy. Tensile test used to determine the mechanical properties. The results showed that the Baghdadite powder composed with average particle size of 30 nm, while have the proper distribution and uniformity in the polymer matrix; subjoin it to matrix phase lead to increased biological and strength properties of the composite.