تولید نانوبیوسرامیکی‌ با کاربرد پزشکی

دکتر محمد حسین فتحی ــ دانشیار دانشکده مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان ــ در گفت‌وگو با ایسنا درباره هدف از انجام این پژوهش، گفت: هدف از این پژوهش، تهیه و ساخت، مشخصه‌یابی و ارزیابی زیست فعالی نانو پودر فلوئور هیدروکسی آپاتیت با صفر، 25، 50، 75 و 100 درصد جایگزینی یون فلوئور در ساختار نانوبیوسرامیک تولیدی بود.

وی تصریح کرد: در ساختار بافت معدنی استخوان، یونهایی چون Na+، K+، Mg+2، CO3-2 و -F وجود دارند که از بین این یون‌ها، CO3-2 و -F تاثیر بیشتری بر رفتار و خواص بخش معدنی استخوان دارند و حضور یون -F در حد خیلی کم، در بافت دندان و استخوان ضروری است.

فتحی با اشاره به این که جایگزینی گروههای - OH در ساختار هیدروکسی آپاتیت با یون-F، منجر به شکل گیری ترکیب جدیدی با عنوان فلوئور آپاتیت می‌شود، اضافه کرد: این ترکیب جدید دارای مزایای چون توانایی تشکیل سریع‌تر لایه آپاتیت بر سطح، جذب بهتر پروتئین و سلول‌های استخوان ساز بر سطح و نرخ انحلال کمتر است.

مسوول گروه پژوهشی بیومواد و مواد دندانی دانشگاه صنعتی اصفهان درباره روش به کار گرفته شده برای انجام این پژوهش، اظهار کرد: در انجام این کار، تولید نانوپودر فلوئور آپاتیت که در ساختار آن درصد معینی از یون فلوئور جایگزین شده باشد، به روش فعال سازی مکانیکی با آسیا کاری پرانرژی به انجام رسید.

فتحی اضافه کرد: مواد اولیه مورد استفاده شامل کلسیم هیدروکسید، بتا اکسید فسفر و کلسیم فلوراید بوده و برای تهیه نانو پودر، از دستگاه آسیاب گلوله‌یی سیاره‌یی پرانرژی با محفظه و گلوله‌های از جنس زیرکونیا استفاده شد، همچنین از تکنیک آنالیز فازی پراش پرتو ایکس به منظور تایید حضور فازهای مطلوب در ترکیب استفاده شد و نیز تکنیک آنالیز حرارتی افتراقی برای ارزیابی رفتار حرارتی محصول تولیدی به کار گرفته شد. همچنین به منظور بررسی شکل و توزیع اندازه ذرات پودر در نانومتری از میکروسکوپ الکترونی عبوری و نیز میکروسکوپ الکترونی روبشی و از تکنیک طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه برای آنالیز بنیان‌های موجود در نانو پودر تولیدی استفاده شده است.

دانشیار دانشکده مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان به کاربردهای این پژوهش اشاره و اظهار کرد: امکان استفاده از این نانو بیوسرامیک‌ها در مهندسی پزشکی، کاربردهای پزشکی، دندانپزشکی و صنایع دارویی کشور فراهم است کما این که در حال حاضر رویکرد جدیدی مبتنی بر استفاده از فلوئور هیدروکسی آپاتیت به جای هیدروکسی آپاتیت خالص، در پزشکی و نیز داروسازی در حال پیگیری است.

وی افزود: این نوع نانو بیوسرامیک‌ها برای کاربردهای پزشکی و درمانی نظیر ترمیم بافت سخت آسیب دیده، ساخت داربست مهندسی بافت برای خلق و بازسازی بافت استخوان، به عنوان پوشش بر سطح ایمپلنت فلزی بدن، برای انتقال و رهایش دارو و نیز به عنوان حامل ژن در ژن تراپی اهمیت دارد.

کمبود تجهیزات پیشرفته و وسایل مورد نیاز متناسب با پژوهش به روز و در مرزهای دانش، عدم دسترسی آسان به مواد اولیه مورد نیاز ، بودجه و امکانات کافی و زیر ساخت‌های لازم و متناسب با پژوهش به روز و در سطح جهانی، از مشکلاتی بودند که در این پژوهش به گفته مجریان طرح با آنها روبرو بوده‌اند.

فتحی در زمینه‌ آن که تا به حال چه اقداماتی برای تجاری سازی این پژوهش انجام شده است، عنوان کرد: به نظر می‌رسد که این محصول از پتانسیل بالایی در زمینه‌ تجاری سازی برخوردار است و در این راستا ارتباطاتی با برخی از مراکز فعال در زمینه‌ فن‌آوری زیستی صورت پذیرفته است.

مسئول گروه پژوهشی بیومواد و مواد دندانی دانشگاه صنعتی اصفهان درباره این که آیا این محصول امکان پتنت شدن را دارد، خاطر نشان کرد: محصول تولیدی قابلیت ثبت اختراع و پتنت شدن را داشته و اقدام جهت ثبت داخلی آن صورت گرفته، اما به دلیل چاپ بخشی از اطلاعات پژوهش در ژورنال‌های معتبر بین‌المللی و انتشار اطلاعات آن، امکان پتنت شدن خارجی آن میسر نیست.

گفتنی است، این پژوهش در قالب پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی احسان محمدی زهرانی به راهنمایی دکتر محمد حسین فتحی ــ دانشیار دانشکده مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان ــ به انجام رسیده است و بخشی از نتایج و دستاوردهای آن در مقاله‌ای با عنوان Mechanical alloying synthesis and bioactivity evaluation of nanocrystalline fluoridated hydroxyapatite در ژورنال بین المللی Journal of Crystal Growth 2009: 311; 1392–1403. چاپ و منتشر شده است.