ارزیابی ساختاری و مکانیکی داربست گرادیانی پلی کاپرولاکتون به‌منظور کاربرد در مهندسی بافت استخوان

در داربست های گرادیانی درصد، اندازه تخلخل و یا ترکیب شیمیایی مواد موجود در داربست به صورت گرادیانی در آن تغییر می کنند. اخیراً از روش های مختلفی جهت ایجاد گرادیان در داربست استفاده شده است. اما این روش ها محدودیت هایی از جمله گران بودن فرایند ساخت، در دسترس نبودن تجهیزات، پیچیدگی کنترل شرایط ایجاد گرادیان، پیچیدگی کنترل شکل، اندازه، درصد و راه در هم بودن تخلخل ها را دارا هستند. هدف از انجام این تحقیق ابداع روشی جدید، کارامد، ساده و با صرف کمترین هزینه به منظور ایجاد گرادیان در تخلخل داربست بوده است. دو داربست همگن (نوع 1 و نوع 2) و دو داربست گرادیانی (نوع 1 و نوع 2) ساخته و با هم مقایسه شدند. گرادیان در راستای شعاع داربست، با ادغام دو روش لایه به لایه و روش شستشوی ذرات تخلخل ساز ایجاد شد. از پلیمر پلی کاپرولاکتون به عنوان ماده اصلی و از میکروذرات پارافین در دو بازه اندازه ذرات 250 تا 420 میکرومتر و 420 تا 600 میکرومتر به عنوان تخلخل ساز استفاده شد. درصد تخلخل داربست همگن نوع یک، همگن نوع دو، گرادیان نوع یک و گرادیان نوع دو، به ترتیب 1.25 ± 77.5، 3.5 ± 61.3، 0.5 ± 74 و 4 ± 79.8 درصد به دست آمد؛ گفتنی است که درصد تخلخل مورد نیاز برای رشد و زنده مانی سلول بالای 70 درصد است. که درصد تخلخل داربست های گرادیانی جهت استفاده در مهندسی بافت استخوان مناسب است. همچنین میانگین اندازه تخلخل برای دو نوع داربست همگن یک و دو به ترتیب 11.23 ± 278.48 و 14.62 ± 417.79 میکرومتر به دست آمد که این اعداد نیز برای مهندسی بافت استخوان مطلوب هستند. استحکام فشاری در 80 درصد کرنش و مدول فشاری داربست ها با ترتیب ذکر شده در بالا 0.16 ± 0.16 و 0.11 ± 0.25 مگاپاسکال، 0.26 ± 0.20 و 0.34 ± 0.53 مگاپاسکال، 0.19 ± 0.34 و 0.43 ± 0.33 مگاپاسکال و 0.12 ± 0.28 و 0.51 ± 0.17 مگاپاسکال اندازه گیری شد. پایین بودن ارقام استحکام نشان می دهد که استفاده از پلی کاپرولاکتون به تنهایی مناسب نبوده است. همچنین مقایسه این نتایج نشان می دهد که گرادیانی کردن تخلخل ها تاثیر چندانی بر خواص مکانیکی داربست ها نداشته است. گرادیان در تخلخل، پیوستگی کامل بین دو لایه داربست و عدم وجود فصل مشترک بین آنها در تصاویر گرفته شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که روش استفاده شده در ساخت داربست گرادیانی مناسب بوده است.