بهینه‌سازی ساختارهای متخلخل بر پایه پلی‌پروپیلن فومارات/ هیدروکسی اتیل‌متاکریلات/ شیشه زیست‌فعال ساخته‌شده به روش زیست‌الهامی براساس استحکام مکانیکی و مورفولوژی سطحی

این‌کار مربوط به بهینه‌سازی ساختارهای متخلخل بر پایه نانوکامپوزیت پلی‌پروپیلن فومارات/هیدروکسی اتیل متاکریلات/ نانوذرات شیشه زیست‌فعال است که با واکنش کاهش اکسایش (پلیمریزاسیون رادیکال آزاد) در دمای اتاق شبکه‌ای شده‌اند. این ساختارها با غوطه‌وری نانوکامپوزیت‌های تهیه‌شده به مدت چهار هفته در محلول مشابه مایعات بدن ایجاد می‌شوند و بر‌اساس استحکام مکانیکی (استحکام فشاری) و مورفولوژی سطح (تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی) بهینه‌سازی میشوند. در این بهینه‌سازی اثرات نسبت پلی‌پروپیلن فومارات/ هیما، میزان نانوذرات شیشه زیست‌فعال و درصد عامل جفت آغازگر بنزوئیل پروکساید و ان و ان دی‌متیل آنیلین، در ایجاد ساختارهای متخلخل و تغییرات استحکام مکانیکی، مشخص شد. درنهایت، بهترین فرمولاسیون نانوکامپوزیتی براساس عوامل مذکور نمونه‌ای که حاوی نسبت پلی‌پروپیلن فومارات/ هیما معادل 30/70، نانوذرات شیشه زیست‌فعال به میزان 20% وزنی و جفت آغازگر معادل 5/1% وزنی بود (sphb.732/1.5)، به‌عنوان ساختار بهینه معرفی شد. این ساختار دارای مدول الاستیکی معادل mpa 7/57، حفراتی به‌هم‌پیوسته و به‌طور کامل باز به ابعاد حدود µm 200-100 و دارای سطحی پوشیده شده با میکروذرات هیدروکسی‌کربنات آپاتیت بود. ساختار sphb.732/1.5 تهیه‌شده به روش غوطه‌وری در مایع شبیه‌سازی شده بدن، علاوه بر زیست‌فعال بودن، زیست‌تخریب‌پذیر است و بنابراین می‌تواند به‌عنوان داربست سلول‌های استخوانی مورد ارزیابی‌های بیشتر مانند مطالعات سلولی قرار گیرد.

Optimization of Porous Structures Based on Polypropylene Fumarate /Hydroxy Ethyl Metacrylate/ Bioactive Glass Prepared by Biomimetic Methods with Mechanical Strength and Surface Morphology Analyses

This work is related to optimize the porous structure nanocomposites based on polypropylene fumarate/ hydroxyethyl methacrylate/ bioactive glass nanoparticles (PPF/HEMA/NBG) which are crosslinked through the ReductionOxidation reaction (free radical polymerization) at the room temperature. The porous structures prepared by immersion of the nanocomposites in simulated body fluid (SBF) for 4 weeks. The samples were optimized based on the PPF/HEMA ratio, the NBG content and percentage of the benzoyl peroxide and dimethyl aniline pairs (BPO+DMA) with mechanical strength (compressive strength) and surface morphology (SEM images) analyses. Finally, the best structure based on mentioned factors, SPHB.732/1.5, which contains the PPF/HEMA ratio at 30/70, NBG content at 20 wt% and BPO+DMA pairs at 1.5 wt% was introduced as the optimum structure. This structure has an elastic modulus of 57.7 Mpa, interconnectedopen porous architecture with the pore size approximately 100200μm and the surface coated with hydroxycarbonate apatite microparticles (HCA). The SPHB.732/1.5 structure prepared by soaking in SBF not only is a bioactive component but also is a biodegradable material and hence can be used as a bone scaffold when more evaluate for this application.