ساخت داربست نانوكامپوزيتي ژلاتين/آپاتيت از طريق يك روش زيست‌تقليدي

ساخت داربست نانوكامپوزيتي ژلاتين/آپاتيت از طريق يك روش زيست‌تقليدي

طي دهه گذشته، استفاده از رويكرد زيست‌تقليدي در ساخت جايگزين‌هاي بافتي مورد توجه محققان قرار گرفته است. در ساخت عمده داربست‌هاي مهندسي بافت استخوان نيز از نظر نوع مواد مصرفي و همچنين روش سنتز تلاش شده تا از اين قاعده پيروي شود. در اين مقاله سنتز نوعي فاز آپاتيتي در ميان زمينه هيدروژل ژلاتين در شرايط زيست‌تقليدي ارايه شده است. كامپوزيت حاصل طي فرايند خشك‌سازي انجمادي به‌صورت داربستي متخلخل براي بافت استخوان در آمد. به‌منظور مشخصه‌يابي محصول از نظر تركيب شيميايي و ساختار بلورين از آزمون‌هاي طيف‌سنجي فروسرخ، پراش پرتو ايكس و ميكروسكوپ الكتروني عبوري استفاده شد. ريخت‌شناخت سطحي و هم چنين نحوه اتصال و رشد سلول‌هاي استخواني روي سطح داربست، با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي بررسي شد. نتايج به‌دست آمده نشان دادند كه در شرايط زيست تقليدي اعمال شده فاز آپاتيتي نانوبلورين با كريستاليت‌هاي به اندازه nm10-7 در ميان هيدروژل ژلاتين سنتز شده‌اند. داربست به‌دست آمده داراي 82% تخلخل با ابعاد حفرات ?m350-100 و ضريب ارتجاعي در محدوده استخوان اسفنجي بوده و كشت سلول‌هاي استخواني روي داربست، حاكي از اتصال، مهاجرت و ترشح ماده زمينه خارج سلولي به‌وسيله آنها بوده است. بنابراين نتايج به‌دست آمده قابليت بالقوه استفاده از داربست ساخته شده براي ترميم بافت استخوان را تاييد مي‌كند.

During past decade, using biomimetic approaches has received much attention by scientists in the field of tissue substitutes preparation. These approaches have been employed for synthesis of bone tissue engineering scaffolds in the case of either materials or synthesis methods. In this study, an apatite phase has been synthesized within gelatin hydrogel in biomimetic condition. The obtained composite hydrogel has changed to a porous scaffold with the application of freeze drying technique in order to be used in bone tissue engineering. To characterize the chemical composition and crystal structure of the synthesized precipitate within hydrogel, FTIR, XRD and TEM analysis were used. Surface morphology and porous structure of the scaffold were studied with SEM. SEM analysis was also used to investigate the quality of cultured osteoblast cells activity. Results approved formation of an apatite phase within gelatin hydrogel in biomimetic condition with crystallite size ranging between 7-10 nm. Porosity percentage of the obtained nanocomposite scaffold was about 82% with pores sizes in the range of 100-350?m. Young’s elastic modulus of the scaffold was comparable with that of the spongy bone. The osteoblast cells cultured on the scaffold showed adhesion, immigration and extracellular matrix excretion on the scaffold internal surfaces. Thus, obtained results indicated the potential ability of the prepared biomimetic bone tissue engineering scaffold to be used in bone tissue repair process. Keywords: Biomimetic,