ساخت مواد ترمیم کننده دندان و استخوان با ضایعات زیستی در دانشگاه شریف

جمعی از پژوهشگران دانشگاه صنعتی شریف موفق به استخراج و فرآوری مواد ترمیم کننده دندان و استخوان نانومقیاس از ضایعات زیستی شدند.

کد خبر: ۲۳۵۰۶

تاریخ: ۱۱ مهر ۱۳۹۶ - ۱۶:۴۷

آراس:

امروزه برای ترمیم و بهبود آسیب های وارده به دندان، استخوان و بیماری های مرتبط با آنها و جلوگیری از خروج این اعضا از بدن، پیشرفت های زیادی در روش های جراحی و مواد ترمیم کننده جدید با خواص بهینه شده و سم کمتر به دست آمده است؛ مواد ترمیمی جدید از نظر خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی به خواص دندان و استخوان بسیار شبیه هستند.

بر اساس این گزارش، دندان و استخوان از رشته های پروتئینی کلاژن و ماده معدنی هیدروکسی آپاتیت (حاوی کلسیم و فسفر) تشکیل شده است. با توجه به ترکیب شیمیایی این بافت های سخت، استفاده از مواد ترمیمی حاوی کلسیم و فسفر باعث رهایی این عناصر در اطراف بافت آسیب دیده شده و سلول های استخوان ساز را تحریک به تشکیل استخوان جدید می کند، شکستگی ها و سایر آسیب های وارده بهبود می یابد و در بیشتر موارد نیازی به استفاده از پروتزهای فلزی نخواهد بود. استفاده از پلیمرهای طبیعی و سازگار با بدن همراه با ترکیبات کلسیم و فسفر رویکردی برای افزایش استحکام مواد ترمیمی و ظهور نسل مواد کامپوزیتی است.

در اغلب موارد ساختار متخلخل این کامپوزیت ها، داربست مساعدی برای اتصال سلول های استخوان ساز و تشکیل استخوان جدید خواهد بود.

باتوجه به ترکیب شیمیایی مواد ترمیمی کامپوزیتی و شرایط فیزیولوژیکی بدن، ممکن است پس از مدتی کامپوزیت کامل تجزیه شود و جای آن را استخوان جدید بگیرد.

بر همین اساس، جمعی از پژوهشگران دانشگاه صنعتی شریف به سرپرستی دکتر عبدالرضا سیم چی عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی و علم مواد موفق به استخراج و فرآوری هیدروکسی آپاتیت نانومقیاس با اندازه و مورفولوژی کنترل شده از ضایعات زیستی و منابع طبیعی در دمای پایین با قابلیت استفاده در مهندسی بافت استخوان و مواد پرکننده دندان شدند.

دکتر سیم چی در مورد این طرح می گوید: استخراج هیدروکسی آپاتیت از ضایعات زیستی (مانند استخوان گاو و ماهی) در دمای بالا (1200-600 درجه سانتیگراد) برای حذف کلاژن و مواد حساسیت زا و استفاده مجدد آن برای درمان آسیب های وارده به دندان و استخوان انسان از سال ها قبل به مرحله عمل رسیده و در این زمینه مطالعات گسترده ای انجام شده است.

وی افزود: یک مشکل اساسی برای استخراج هیدروکسی آپاتیت در دمای بالا، از بین رفتن شکل، ساختار و خواص زیستی آن است. بررسی ساختار هیدروکسی آپاتیت استخوان و دندان با کمک میکروسکوپ الکترونی نشان داده این ماده به شکل نانومیله های سوزنی است. در حالیکه حرارت دادن در دمای بالا این ساختار را از بین برده و آنها را تبدیل به ذرات درشت تر می کند که دیگر خواص قبلی را ندارند. بنابراین گروه تحقیقاتی مواد پیشرفته و نانومتری (CNAM) سعی کرد این ماده ارزشمند و پرکاربرد را با حفظ خواص شیمیایی، ساختاری و زیستی از ضایعات زیستی در دمای پایین استخراج و فراوری کند.

دکتر فاطمه مهندس پژوهشگر پسا دکترای دانشگاه صنعتی شریف گفت: در این طرح موفق به استخراج و فرآوری نانوساختارهای هیدروکسی آپاتیت از ضایعات زیستی بر پایه روش های شیمیایی-حرارتی در دمای پایین، شدیم.

وی افزود: مطابق این روش ها، علاوه بر حذف مواد آلرژی زا و ترکیبات آلی از ضایعات زیستی، ساختار و خواص هیدروکسی آپاتیت حفظ شده و محصولات فعالیت زیستی بالاتر و سم کمتری دارند.

این پژوهشگر یادآور شد: از نانوساختارهای هیدروکسی آپاتیت به صورت پودری می توان در مصارف پزشکی و برای ساخت مواد ترمیمی کامپوزیتی استخوان و دندان نیز استفاده کرد. نتایج حاصل از این دستاورد به صورت ثبت اختراع در ایران و ثبت موقت اداره ثبت اختراعات آمریکا در آمده است.