ساخت داربست‌های استخوانی با استفاده از چاپگرهای سه بعدی

به گزارش روز یكشنبه گروه علمی ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، یكی از روش‌های شناخته شده در درمان سرطان، روش هایپرترمیای مغناطیسی یا همان گرمادرمانی است كه روشی مناسب در كنار سایر شیوه‌های درمانی از قبیل شیمی درمانی و رادیو تراپی به‌شمار می‌رود.
در این روش، با بالا بردن درجه حرارت بافت‌های بدن تا دمای 42 الی 45 درجه سانتی گراد، به‌طور موضعی و از طریق استفاده از انرژی الكترومغناطیسی، طی یك دوره‌ زمانی تعریف شده، سلول‌های سرطانی از بین می روند. درجه حرارت بالا نه تنها می‌تواند باعث مرگ سلول‌های سرطانی شود، بلكه باعث حساسیت بیشتر به رادیوتراپی و شیمی درمانی و افزایش كارآیی آن‌ها نیز می‌شود.
پژوهشگر دانشگاه صنعتی امیركبیر در خصوص كار انجام شده در این طرح تحقیقاتی عنوان كرد: ما با كمك ابزار دقیق و سریع چاپگر سه‌بعدی، داربست استخوانی بایو- نانوكامپوزیتی دو كاره‌ای (زیست سازگار و از بین برنده‌ سلول‌های سرطانی) ساختیم. همچنین، با استفاده خواص مكانیكی استخراج شده توسط آزمایشات صورت گرفته، رفتار ارتعاشات یك ایمپلنت استخوانی ساخته شده از این داربست به‌صورت تحلیلی و تحت شرایط بارگذاری گوناگون مدل شده و مورد بررسی قرار گرفته است.
سعید سهمانی، ساخت این داربست با استفاده از چاپگرهای سه بعدی و از تركیب و سنتز بایوسرامیك (بردیجیت) و نانوذرات مغناطیسی (مگنتیت) صورت گرفته است. در نتیجه، داربست تولید شده زیست سازگار بوده و خواص بیولوژیكی و مكانیكی مشابه با استخوان طبیعی دارد و از تخلخل لازم به منظور رشد سلول‌های استخوانی جهت ترمیم و بازسازی یك بخش صدمه‌دیده‌ استخوان برخودار است.
این محقق معتقد است از این داربست می‌توان در بخش مهندسی پزشكی، جهت ترمیم و بازسازی بخش‌های صدمه‌دیده‌ استخوانی بهره گرفت. از طرفی به دلیل دارا بودن نانوذرات مغناطیسی (مگنتیت) این قابلیت را دارد كه با قرار گرفتن در یك میدان مغناطیسی AC، گرما تولید كرده و سبب افزایش درجه حرارت بافت اطراف خود شود. در نتیجه، تمامی سلول‌های سرطانی موجود در اطراف داربست جای گذاری شده در بافت، توسط هایپرترمیا (گرمادرمانی) از بین می‌روند.
پژوهشگر پسادكتری مهندسی مكانیك دانشگاه صنعتی امیركبیر خاطرنشان كرد: طراحی و ساخت داربست بایو- نانوكامپوزیتی با بهره گیری از چاپگر سه‌بعدی، روشی سریع و با قابلیت طراحی و ساخت نمونه‌هایی با ساختار پیچیده و تخلخل با ابعاد مشابه با استخوان طبیعی است كه می‌توان آن‌ را از ویژگی‌های منحصر به فرد این تحقیق نام برد.
در این تحقیق آنالیز پراش اشعه ایكس، میكروسكوپ الكترون روبشی و دستگاه اندازه گیری خواص مغناطیسی و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایكس، برای تجزیه و تحلیل ساختاری یا خصوصیات بیولوژیكی داربست ساخته شده به‌كار برده شده‌اند.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های سعید سهمانی- پژوهشگر پسادكتری مهندسی مكانیك دانشگاه صنعتی امیركبیر- و همكارانش است. نتایج این كار در مجله Ceramics International با ضریب تأثیر 3/057 (جلد 44، سال 2018، صفحات 11282 تا 11291) به چاپ رسیده‌است.
علمی**1023**1440