ساخت نانوکامپوزیت بیومیمتیک زیست تخریب‌پذیر بسیار متخلخل بر پایه‌ی فیبروئین ابریشم و نانوذرات هیدروکسی آپاتیت به‌عنوان داربست مهندسی بافت استخوانی پیشرفته

خلاصه فارسی

توسعه‌ی مواد زیست تقلید شده یا بیومیمتیک در حال حاضر یک چالش در زمینه‌ی بازسازی بافت است. بیومواد طبیعی مانند کیتوزان، کلاژن و فیبروئین ابریشم، و بیوپلیمرهای مصنوعی مانند پلیکاپرولاکتون، پلی گلیکولیک اسید، پلی لاکتیک اسید و کوپلیمرهای آنها بهعنوان داربست مهندسی بافت استفاده میشود. فیبروئین ابریشم بهدلیل زیست سازگاری فوق‌العاده، حداقل واکنش التهابی و زیست تخریب‌پذیری، توجه زیادی را در مهندسی بافت به خود جلب کرده است. در این مطالعه، نانوبیوکامپوزیت‌های فیبروئین ابریشم / نانو هیدروکسیآپاتیت (SF/ nHA) با فرآیند خشک کردن انجمادی ساخته می‌شوند. فرآیند خشک کردن انجمادی باعث تشکیل منافذ در مقیاس میکرو در داربست می‌شود که می‌تواند توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FE-SEM) تأیید شود. با استفاده از روش سونیکیت nHA (1 ،3 و 5 درصد وزنی/ وزنی) با موفقیت در محلولی از فیبروئین ابریشم سنتز شده در عرض چند دقیقه بدون هیچ‌گونه پیش تصفیه تولید می‌شود. جهت بررسی ویژگی‌های داربست‌های خالص SF و SF/ nHA از طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR)، پراش اشعه‌ی ایکس(XRD) و آنالیز EDX مورد ارزیابی قرار گرفتند. همچنین در این مطالعه اثرات SF خالص و SF/ nHA بر میزان جذب آب و تجزیه‌ی زیستی داربست‌ها بررسی شده است. میزان جذب آب داربست‌های خالص SF برابر با 68 درصد و SF/ nHA به‌ترتیب با افزایش درصد نانوذرات 76، 82 و 89 درصد در بافر فسفات سالین بود. همه‌ی این نتایج نشان می‌دهد که داربست نانوبیوکمپوزیتی فیبروئین ابریشم/ نانو هیدروکسی آپاتیت می‌تواند یک بیوماده‌ی امیدوارکننده برای کاربردهای مهندسی بافت استخوان باشد

عنوان انگليسی

Fabrication of highly porous biodegradable biomimetic nanocomposite based on silk fibroin and hydroxyapatite nanoparticles as advanced bone tissue engineering scaffold

خلاصه انگلیسی

The development of biomimetic materials is currently a challenge in the field of tissue regeneration. Natural biomaterials such as chitosan, collagen and silk fibroin, and synthetic biopolymers such aspolycaprolactone, polyglycolic acid, polylactic acid, and their copolymers are being used as scaffold for tissue engineering applications. Silk fibroin has attracted great interest in tissue engineering because of its outstanding biocompatibility, minimal inflammatory reaction and biodegradability. In this study, silk fibroin/nano-hydroxyapatite (SF-nHA) nanobiocomposites are fabricated by freeze dryingt processes. The freeze-drying process causes the formation of micro-scale pores in the scaffold, which can be confirmed by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). A new tissue engineering scaffold material based on freeze-dried SF-nHA biocomposites was prepared using sonicate method. nHA (1, 3 and 5 %w-w) is successfully produced in a solution of synthesized silk fibroin in minutes without any pretreatment. Pure SF and SF-nHA scaffolds scaffolds were evaluated for their characteristics by a Fourier transform infrared spectroscope (FTIR), X-ray diffraction (XRD) and EDX analyses. As well as, In this study, the effects of pure SF and SF-nHA on the rate of water uptake and biodegradation of scaffolds are investigated. The water uptake of pure SF scaffolds was equal to 68% and SF/nHA scaffolds were 76, 82 and 89%, respectively, with an increase in the percentage of nanoparticles in phosphate buffer saline. All these results indicate that this silk fibroin/nano-hydroxyapatite (nHA) nanobiocomposites scaffold may be a promising biomaterial for bone tissue engineering.

Document Downloads