بررسی مقایسه‌ای تاثیر عناصر اصلاح‌کننده استرانسیوم و منیزیم بر روی خواص فیزیکی و شیمیایی داربست‌های زیست تقلیدی ژلاتین-کلسیم فسفات در مهندسی بافت استخوان

در این تحقیق داربست های زیست تقلیدی به منظور مطالعه روند تشکیل رسوب های کلسیم فسفاتی با استفاده از مکانیزم نفوذ دوسویه داخل هیدروژل ژلاتین و شرایط دما و ph مشابه بدن طراحی شد و تاثیر یون های فلزی منیزیم و استرانسیوم بر روی خواص آن‌ها مورد بررسی قرار گرفت. 5 نوع نمونه با اعمال تغییر در نسبت یون های منیزیم و استرانسیوم انتخاب شد و تغییرات فازی در حضور یون های موجود در محلول شبیه سازی شده بدن (sbf) بررسی شد. نفوذ یون های کلسیم و فسفات به داخل هیدروژل سبب تشکیل رسوب سفید رنگ لایه ای داخل آن شد و نمونه ها توسط روش خشک سازی انجمادی به صورت داربست های متخلخل درآمدند. ریزساختار داربست های موردنظر توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) موردبررسی قرار گرفت که سطحی متخلخل را نشان داد. آنالیز رسو ب های تشکیل شده در نمونه های مورد مطالعه نشانگر حضور هیدروکسی آپاتایت و براشیت بود. نتایج طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (ftir) حاکی از وجود پیوند های فسفات و هیدروکسیل ساختاری در ساختار داربست ها بود. حضور یون های فلزی در ساختار سبب جابجایی پیک‌های آزمون پراش پرتوایکس (xrd) و تغییر پارامترهای شبکه ای شد. نتایج کشت سلول‌های استخوانی نیز بیانگر زیست سازگاری بالای نمونه های حاوی منیزیم و استرانسیم با سلول استئوبلاست 292g بود و همچنین فعالیت فسفات قلیایی (alp) نشان داد که مقدار بهینه 10 درصد مولی منیزیم و استرانسیوم (m10 و s10) به طور قابل‌ملاحظه‌ای (0.01p**<، 0.001p***<) منجر به رشد، تکثیر و تمایز سلول‌های استخوانی در داربست ها و در ساختار کلسیم فسفاتی سبب بهبود خواص زیستی نمونه ها می‌ شود. در نهایت نتایج حاصله از آزمون های مختلف بر قابلیت بالای داربست ساخته شده به عنوان جایگزین بافت استخوان دلالت دارد.

Comparative Study of the Effects of Strontium and Magnesium Ions on Physical and Chemical Properties of Calcium Phosphate-Gelatin Biomimetic Scaffolds in Bone Tissue Engineering

In this study, biomimetic scaffolds were designed to study the formation of calcium phosphate deposits by using a double diffusion method into gelatin hydrogel in temperature and pH similar to body conditions. Moreover, the effect of magnesium (Mg) and strontium (Sr) ions on properties was investigated. Five different types of specimens with different Sr and Mg ions percentage were synthesized and then porous scaffolds were prepared by freezedrying method. The scaffolds microstructures were examined by scanning electron microscopy (SEM), which showed a smooth and needleshaped surface of specimens. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) results indicated the presence of phosphate and hydroxyl bonds in the structure of the scaffolds, due to the formation of calcium phosphate phases such as HA. The presence of metal ions in the structure caused the displacement of the peaks in Xray diffraction (XRD) analysis and lattice parameters. Additionally, osteoblast cell culture results also demonstrated M10 and S10 specimens had proper biocompatibility. Additionally, alkaline phosphate (ALP) activity revealed the optimal amount of 10 mol. % Mg and Sr (M10 and S10), which led to the significantly (**p< 0.01, ***p <0.001) growth, proliferation, and differentiation of 292G osteoblasts cells in scaffolds. Moreover, the presence of calcium phosphate improved the biological properties of the specimens. Finally, the results of various analyses confirmed the high capability of the synthesized scaffold as a promising substitute for bone tissue.