بررسی رفتار زیست فعالی و زیست تخریب پذیری نانوذرات ویتلاکیت (Ca۱۸Mg۲(HPO۴)۲(PO۴)۱۲) برای کاربرد ترمیم بافت های سخت بدن

از گذشته های دور ترمیم و بازسازی نقایص و شکستگی های بافت های سخت بدن، یک چالش بزرگ برای دانشمندان فعال در حوزه ترمیم استخوان بوده است. یکی از مهم ترین روش های درمان نقایص استخوانی، پیوند آلوتروپ استخوان با استفاده از سرامیک های زیستی نظیر ویتلاکیت می باشد. ویتلاکیت با فرمول شیمیایی (Ca۱۸Mg۲(HPO۴)۲(PO۴)۱۲) به عنوان دومین جزو معدنی فراوان موجود در بافت های سخت بدن، خواص شیمیایی، ساختاری و زیستی بسیار نزدیکی به استخوان طبیعی بدن دارد. به طوری که حدود ۲۶ تا ۵۸ درصد وزنی از بافت استخوان های بدن را به خود اختصاص می دهد. هدف از این تحقیق، بررسی ویژگی های زیستی نانوپودر بلوری سنتز شده ویتلاکیت خام و عملیات حرارتی شده در دمای ℃۹۱۷ و مقایسه خواص زیستی آنها می باشد. بدین منظور نانوپودر های ویتلاکیت به مدت ۳، ۷، ۱۴ و ۲۱ روز در داخل محلول شبیه سازی شدن بدن (SBF) قرارگرفته و تغییرات وزنی وpH نمونه ها  در حین غوطه وری در داخل محلول (SBF) مورد بررسی قرار گرفت. برای مشخصه یابی نمونه های قرار داده شده در داخل محلول شبیه سازی شده بدن (SBF) از آنالیز های XRD، FT-IR و ICP استفاده شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد، با انجام عملیات حرارتی بر روی نانوپودر سنتز شده ویتلاکیت، اندازه دانه ها تا nm۲۵ ریزتر شده و واکنش پذیری آن در محلول شبیه سازی شده بدن افزایش یافت. پس از گذشت ۲۱ روز از غوطه وری نانوپودر های ویتلاکیت در داخل محلول شبیه سازی شده بدن، بر روی سطح ویتلاکیت، فازهای بلوری کلسیم منیزیوم فسفات و ویتلاکیت تشکیل شد. که این امر نشان دهنده زیست فعالی و زیست سازگاری مناسب نانوپودرهای ویتلاکیت است. همچنین تغییرات pH هر دو نمونه نیز در محدوده pH زیستی طبیعی بدن انسان بود، که نشانگر زیست سازگاری مناسب نمونه ها است. با این وجود، میزان پایداری ویتلاکیت در محیط های اسیدی ۵>pH>۴ در بالاترین میزان است. علاوه بر آن می توان گفت، به دلیل رهایش پیوسته یون های (Mg۲+)، Ca۲+)) و (HPO۴۲-) از نمونه های ویتلاکیت در داخل محلول شبیه سازی شده بدن(SBF)، استفاده از آن در ترمیم عیوب استخوانی باعث افزایش سرعت روند استخوان سازی می شود. همچنین نتایج حاصل از آنالیز ICP نمونه ویتلاکیت خام نشان داد، حدود ppm۱۵۰ یون منیزیوم از ویتلاکیت در داخل محلول شبیه سازی شده بدن در طی ۲۱ روز غوطه وری آزاد می شود، که می تواند بخشی از نیاز روزانه بدن را به منیزیوم تامین کند. همچنین با بررسی تغییرات وزنی نمونه ها در داخل محلول شبیه سازی شده بدن مشاهده می شود، میزان کاهش وزن نمونه ویتلاکیت خام حدود ۱۱/۳۲ درصد وزنی بیشتر از نمونه ویتلاکیت عملیات حرارتی شده است که نشانگر زیست تخریب پذیری بالاتر این نمونه است.

کلیدواژه ها:

Whitlockite ، nano particles ، bioactive ، biodegradable ، bone regeneration ، bone graft ، Calcium Phosphate Bioceramics ، ویتلاکیت ، زیست فعال ، زیست تخریب پذیر ، ترمیم استخوان ، هیدروکسی آپاتیت ، پیوند استخوان