ماشینی كه دی اكسید كربن می گیرد و نانوذرات استخوانی می سازد!
آرایش عروس: محققان پژوهشگاه مواد و انرژی موفق به طراحی و سنتز یك ماشین ماكرومولكولی شدند كه می تواند با به دام انداختن دی اكسید كربن موجود در هوا، ماده استخوانی نانوساختار تولید نماید. از این خاصیت می توان در تولید نسل جدیدی از ایمپلنت های استخوانی استفاده نمود.
به گزارش آرایش عروس به نقل از ایسنا، مبحث مهندسی بافت یكی از تازه ترین فناوری ها در ترمیم بافت های صدمه دیده به حساب می آید. افزایش بیماری های استخوانی از قبیل پوكی استخوان و سرطان استخوان، مهندسی بافت استخوان را در زمره پركاربردترین حوزه های مهندسی بافت قرار داده است. داربست های استخوانی اصلی ترین ابزار مهندسی بافت استخوان هستند. در سال های اخیر تحقیقات متعددی در حوزه سنتز و بهینه سازی داربست های استخوانی صورت گرفته است.
دكتر محمد كریمی، دانش آموخته مقطع دكتری نانوفناوری پژوهشگاه مواد و انرژی، آپاتیت را مهم ترین جزء بافت های سخت بدن همچون استخوان و دندان خواند و اضافه كرد: در مهندسی بافت های سخت غالباً از آپاتیت نانوساختار سنتزی برای ترمیم و بازسازی بافت استفاده می گردد. آپاتیت سنتزی علی رغم مزایای فراوان دارای یك نقطه ضعف جدی است و آن بازجذب زیستی محدود است. بدین مفهوم كه آپاتیت سنتزی سرعت تخریب كمی در بدن دارد. ما در این پژوهش با طراحی یك ماشین ماكرومولكولی با نام كالكولین موفق شدیم تا حدود زیادی این نقیصه را برطرف نماییم.
وی افزود: ماشین ماكرومولكولی كالكولین می تواند با به دام انداختن دی اكسید كربن موجود در جو، گونه ای بهینه شده از آپاتیت موسوم به آپاسیت تولید نماید. آپاسیت با ساختار نانویی خود از زیست سازگاری و زیست فعالی مطلوبی برخوردار می باشد و این توانایی را دارد كه استخوان سازی را تقویت كند.
كریمی درباره سازوكار عملكرد كالكولین اظهار داشت: ساختار كالكولین متشكل از گروه های آلی كولینیوم و كلسیم و یون های آزاد فسفات است و وظیفه خویش را در دو مرحله انجام می دهد. در مرحله اول، اعمال یك حرارت ملایم باعث بروز واكنش بین گروه های كلسیم و یون های آزاد فسفات شده و هسته های آپاتیت شكل می گیرد. در مرحله دوم كالكولین با به دام انداختن دی اكسید كربن موجود در جو و تولید حد واسط های مولكولی شبه كروبامات باعث جوانه زنی كلسیت می گردد. حاصل این دو مرحله تشكیل یك نانوكامپوزیت متشكل از آپاتیت و كلسیت است كه به اختصار آپاسیت نام گرفته است. به علاوه، كالكولین به علت پیكربندی ماكرومولكولی سه بعدی می تواند رشد نانوذرات كامپوزیتی آپاسیت را كنترل كرده و آن ها را در مقیاس نانومتری باقی نگه دارد.
بررسی ها نشان داده كه درصد دو فاز آپاسیت و كلسیت در ساختار نهایی 53 به 47 است و اندازه نانوذرات كامپوزیتی 20 تا 60 نانومتر گزارش شده است. ساختار آپاسیت از انحلال پذیری بالا و بلورینگی پایینی برخوردار می باشد.
این تحقیقات حاصل تلاش های دكتر محمد كریمی دانش آموخته مقطع دكتری پژوهشگاه مواد و انرژی و جمعی از دانشجویان مقطع كارشناسی ارشد این پژوهشگاه است. نتایج این كار در مجله Chemical Engineering Journal با ضریب تأثیر 6.735 به چاپ رسیده است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب