سنتز، ارزیابی برون‌تنی و مطالعه رفتار زیستی شیشه زیست فعال 58s حاوی مس

شیشه‌های زیست‌فعال 58s جایگزین‌شده با مس (% mol cuo10-0) به روش سلژل سنتز شد و تاثیر جایگزینی مس به جای کلسیم بر تخریب‌پذیری زیستی، تشکیل آپاتیت برون‌تنی، تکثیر سلولی، فعالیت آلکالین فسفاتاز سلول‌ استئوبلاست mc3t3-e1 و فعالیت ضدباکتریایی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج پراش اشعه ایکس (xrd) و طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (ftir) تشکیل لایه‌ای از آپاتیت بر روی نمونه‌ها پس از 7 روز غوطه‌وری درمحلول شبیه‌سازی شده بدن (sbf) را تایید کرد. آنالیز سطحی با استفاده از sem نشان داد با افزایش مس در ساختار مقدار آپاتیت تشکیل‌شده بر روی سطح کاهش یافت. ارزیابی پاسخ سلولی با روش mtt و فعالیت آلکالین فسفاتاز نشان داد که تکثیر و تمایز سلول‌های mc3t3-e1 در شیشه 58s جایگزین شده با 5 درصد مولی cuo بالاترین مقدار را در مقایسه با سایر نمونه‌ها داشت در حالی که جایگزینی 10 درصد مولی cuo در ترکیب منجر به کاهش تکثیر و تمایز سلول‌ها و بروز سمیت سلولی شد. علاوه بر این، شیشه‌های حاوی مس اثر ضد باکتریایی قابل توجهی در برابر باکتری‌های اشرشیا کلی (e.coli) و استافیلوکوکوس اورئوس (s.aureus) نشان دادند، به طوری‌که ضریب فعالیت ضد باکتریایی در برابر باکتری e.coli در شیشه 58s حاوی 5 درصد مولی cuo نسبت به شیشه پایه تا دوبرابر افزایش یافته و بیش از 99 درصد بود (0.01> p-value). در مجموع، شیشه 58s حاوی 5 درصد مولی cuo به دلیل زیست‌فعالی در شرایط برون‌تنی، تحریک تکثیر و تمایز سلولی mc3t3e1 و فعالیت ضد باکتریایی، برای استفاده در ترمیم نقایص استخوانی در مهندسی بافت به عنوان یک ماده زیستی با قابلیت بالا پیشنهاد می‌شود..

Synthesis, in vitro evaluation and biological studies of copper-containing 58S bioactive glass

Cusubstituted 58S bioactive glasses (010%mol CuO) were synthesized by solgel method and the effect of copper substitution for calcium on their biodegradability, bonelike apatite formation, cell proliferation, alkaline phosphatase activity of M3T3E1 osteoblast cells and antibacterial efficiency were investigated. The results of xray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and surface analysis using SEM confirmed the formation of a layer of bonelike apatite on the BGs after 7 days of immersion in SBF. The surface analysis with SEM indicated that the addition of copper to the structure led to a reduction of the amount of apatite formed on the surface. The evaluation of cellular response by MTT assay and alkaline phosphatase activity showed that the proliferation and differentiation of MC3T3E1 cells in 58S BG substituted with 5 mol% CuO had the highest value compared to other samples while, the substitution of 10 mol% CuO in composition led to a reduction in cell proliferation and differentiation and induction of cell cytotoxicity. In addition, Cusubstituted glasses showed significant antibacterial effect against Escherchia coli (E.coli) and Staphylococcus aureus (S.aureus) bacteria so that the antibacterial activity coefficient against E.coli in 58S containing 5 mol% CuO has doubled compared to base glass and was more than 99% (p<0.01). Taken together, 58S glass containing 5% mol CuO has been recommended for use in repair of bone defects in tissue engineering due to its in vitro bioactivity, stimulation of MC3T3E1 cell proliferation and differentiation and excellent antibacterial activity.