ساخت داربست‌های استخوانی با چاپگرهای سه بعدی توسط محققان کشور

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، یکی از روش‌های شناخته شده در درمان سرطان، روش هایپرترمیای مغناطیسی یا همان گرمادرمانی است که روشی مناسب در کنار سایر شیوه‌های درمانی از قبیل شیمی درمانی و رادیو تراپی به‌شمار می‌رود.

در این روش، با بالا بردن درجه حرارت بافت‌های بدن تا دمای ۴۲ الی ۴۵ درجه سانتی گراد، به‌طور موضعی و از طریق استفاده از انرژی الکترومغناطیسی، طی یک دوره‌ی زمانی تعریف شده، سلول‌های سرطانی از بین می روند. درجه حرارت بالا نه تنها می‌تواند باعث مرگ سلول‌های سرطانی شود، بلکه باعث حساسیت بیشتر به رادیوتراپی و شیمی درمانی و افزایش کارآیی آن‌ها نیز می‌شود.

سعید سهمانی، پژوهشگر پسادکتری مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر، در توضیح کار انجام شده در این طرح تحقیقاتی عنوان کرد: ما با کمک ابزار دقیق و سریع چاپگر سه‌بعدی، داربست استخوانی بایو- نانوکامپوزیتی دو کاره‌ای (زیست سازگار و از بین برنده‌ی سلول‌های سرطانی) ساختیم. همچنین، با استفاده خواص مکانیکی استخراج شده توسط آزمایشات صورت گرفته، رفتار ارتعاشات یک ایمپلنت استخوانی ساخته شده از این داربست به‌صورت تحلیلی و تحت شرایط بارگذاری گوناگون مدل شده و مورد بررسی قرار گرفته است.

به گفته‌ی سهمانی، ساخت این داربست با استفاده از چاپگرهای سه بعدی و از ترکیب و سنتز بایوسرامیک (بردیجیت) و نانوذرات مغناطیسی (مگنتیت) صورت گرفته است. در نتیجه، داربست تولید شده زیست سازگار بوده و خواص بیولوژیکی و مکانیکی مشابه با استخوان طبیعی دارد و از تخلخل لازم به منظور رشد سلول‌های استخوانی جهت ترمیم و بازسازی یک بخش صدمه‌دیده‌ی استخوان برخودار است.

این محقق معتقد است از این داربست می‌توان در بخش مهندسی پزشکی، جهت ترمیم و بازسازی بخش‌های صدمه‌دیده‌ی استخوانی بهره گرفت. از طرفی به دلیل دارا بودن نانوذرات مغناطیسی (مگنتیت) این قابلیت را دارد که با قرار گرفتن در یک میدان مغناطیسی AC، گرما تولید کرده و سبب افزایش درجه حرارت بافت اطراف خود شود. در نتیجه، تمامی سلول‌های سرطانی موجود در اطراف داربست جایگذاری شده در بافت، توسط هایپرترمیا (گرمادرمانی) از بین می‌روند.

سهمانی در پایان خاطرنشان کرد: طراحی و ساخت داربست بایو- نانوکامپوزیتی 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 که می‌توان آن‌ را از ویژگی‌های منحصر به فرد این تحقیق نام برد.

 در این تحقیق، آنالیز پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترون روبشی و دستگاه اندازه گیری خواص مغناطیسی و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس، برای تجزیه و تحلیل ساختاری یا خصوصیات بیولوژیکی داربست ساخته شده به‌کار برده شده‌اند.

این تحقیقات حاصل تلاش‌های سعید سهمانی- پژوهشگر پسادکتری مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر- و همکارانش است. نتایج این کار در مجله‌ی Ceramics International با ضریب تأثیر ۳/۰۵۷ (جلد ۴۴، سال ۲۰۱۸، صفحات ۱۱۲۸۲ تا ۱۱۲۹۱) به چاپ رسیده‌است.