دانلود مقاله تولید داربست های پلیمری اشکال کامپوزیت پلیمر- سرامیک

پلیمر ها و سرامیک ها به طور جداگانه یا ترکیبی به شکل مکمل یا گزینه ای برای نسج آلوگرفت و زنوگوفت به عنوان جایگزین بافت سخت در کاربرد های دندانی و ارتوپدی بکار برده می شوند، و از آنجا که هر ماده خصوصیات ذاتی خود را دارد، برای کاربردهای خاصی مناسب خواهد بود.

چندین پلیمر زیست تخریب پذیر در پروژه‏های تحقیقاتی و استفاده‏های بالینی برای کاربردهای ماهیچه ای – اسکلتی مورد آزمایش قرار گرفته اند.

پلی ارتو استرها، پلی انیدریدها، پلی فسفازن ها و پلی آمینواسیدها همگی به عنوان جایگزین های استخوانی به واسطه تخریب پذیری منحصر به فرد و خصوصیات مکانیکی شان امتحان شده اند.

پلیمر های تخریب پذیر خانواده پلی - هیدروکسی اسید شامل پلی لاکتیک اسید (PLA)، پلی گلیکولیک اسید (PGA) و کوپلیمر آن پلی لاکتیک – کو-گلیکولیک اسید (PLAGA) به طور گسترده به عنوان صفحات تثبیت، پیچ ها و پین ها و همچنین دستگاههای رهایش دارو و داربست‏های مهندسی بافت مورد استفاده قرار می‏گیرند.

سرامیک های مختلفی وجود دارند که به تنهایی یا به همراه پلیمر ها برای کاربردهای ارتوپدی ازجمله تری کلسیم فسفات، تتراکلسیم فسفات، هیدرو کسی آپاتیت و کامپوزیت های پایه مواد زیست فعال، بکار برده می شوند.

این سرامیک ها با پلیمرهای تخریب پذیر و تخریب ناپذیر مختلفی ترکیب می شوند تا سبب اصلاح استحکام پلیمرها، چسبندگی به استخوان، تخلخل، و قابلیت تحریک درون رشد استخوان گردند.

یک ار مطلوب ترین این ترکیبات، ترکیب PLAGA و هیدروکسی آپاتیت به شکل یک کامپوزیت چند کاره قابل استفاده در مهندسی بافت است با توجه به این موضوع، سه روش مختلف برای ایجاد داربست کامپوزیت PLAGA و هیدروکسی آپاتیت بیان می‌شود: فیلم پلیمر – سرامیک تولید شده توسط روش قالب گیری حلال، ساختارهای پلیمر- سرامیک سنتز شده توسط روش تجمع حلال و ساختارهای پلیمر- سرامیک سنتز شده با استفاده از روش ژل – ریز (ریزدانه).

-پیشگفتار مهندسی بافت را می توان به شکل کاربرد بیولوژیکی، شیمیایی و اصول مهندسی در جهت ترمیم، مرمت یا بازسازی بافت های زنده با استفاده از بیومواد، سلولها و فاکتورها به تنهایی و یا بصورت ترکیبی مورد استفاده قرارداد.

هم سرامیک ها و هم پلیمرها دارای خصوصیات ذاتی کاملاً مجزایی بوده و هر یک از آنها بطور گسترده در شکل بیو مواد در بازسازی بافت های زنده بکار گرفته می شوند، که این کاربردها به خوبی در مدارک موجود ارائه شده است.

برای مثال ، سرامیک ها در ترمیم بافت سخت از جمله کاربردهای ماهیچه ای – اسکلتی و دندان استفاده می شوند.

پلیمرها نیز بطور گسترده در کل بدن به شکل جایگزین های موقت و دائم برای شریان ها استخوان‏ها، و مفاصل و بازسازی پلاستیکی و غیره بکار می روند.

معمولاً یک نوع ماده به تنهایی نمی تواند هم ویژگی های مطلوب مکانیکی و هم شیمیایی را برای یک کاربرد خاص برآورده سازد.

در این نمونه ها مواد کامپوزیت که ترکیبی از مزایای هر دو ماده هستند بسیار مناسب تر خواهند بود.

مطلوب ترین حالت در اینجا ترکیب پلیمرها و سرامیک ها به شکل یک کامپوزیت چند کاره قابل استفاده در مهندسی بافت است.

گزینه مصنوعی پلیمر – سرامیک به طور ویژه برای پیوندهای بیولوژیکی مانند بافت های پیوندی خود شخص یا نسج پیوندی بیگانه طراحی می شوند.

این فصل به طور اجمالی کاربرد این دو نوع ماده را به تنهایی یا به صورت ترکیبی برای بازسازی بافت ماهیچه ای اسکلتی و دندانی شرح می دهد.

- پیوندهای متداول استخوانCONVENTIONAL BONE GRAFTS - پیوند نسخ خود شخصAUTOGRAFTS برترین استاندارد رایج در حال حاضر در پیوندهای استخوان، پیوند نسج خود شخص است که در آن بافت از استخوان تاج ایلیاک بیمار جدا شده و به قسمت آسیب دیده منتقل می‌شود.

از نظر ساختاری پیوند نسوج خود شخص هم دارای قابلیت هدایت استخوانی (osteoconductive) و هم دارای قابلیت القای استخوانی (osteoinductive) است که منجر به فراهم شدن قالبی می‌شود که در آن بافت و عروق استخوان جدید در زمان تحریک بازسازی استخوان بوسیله جدا سازی سلولهای مزانشیمال در استئوبلاست های شکل دهنده استخوان توانایی رشد پیدا می کنند.

البته، تعداد بافت های پیوندی از خود شخص محدود بوده و اغلب اوقات محل اهدا کننده دچار بیماری می‌شود.

علاوه بر این، عمل جراحی لازم برای خارج سازی بافت سبب ایجاد دردها و عوارض بعدی می گردد.

- پیوند نسج بیگانهALLOGRAFTS اصول بالینی پیوند نسج بیگانه همانند پیوند نسج خود شخص است.

در این مورد، بافت اهدا شده از شخص دوم یا جسد بدست می آید.

این وضعیت مشکل بیماری محل اهدا کننده را رفع کرده اما محدودیت هایی را نیز به دنبال دارد.

البته، خطر انتقال بیماری و پس زنی کاشتن افزایش می یابد.

با وجود این، این نوع پیوند یک ساختا رهدایت استخوانی را برای درون رویش استخوان فراهم کرده و فرایند ضروری استریلیزاسیون (سترون کردن) بافت در آن سبب کاهش پتانسیل القایی استخوان می‌شود که اغلب منجر به تشکیل ساختاری با ویژگی مکانیکی تقریباً مناسب می گردد.

در حال حاضر جایگزین های بافت استخوان دارای بازار قابل توجهی هستند.

تنها در ایالات متحده، در حدود 2/6 میلیون شکستگی در سال رخ می دهد که در حدود 500000مورد آن به گونه ای از پیوند استخوان نیاز دارد.

علاوه بر این، هزینه میانگین روند پیوند استخوان بالغ بر 5000 $ شده و هزینه کل دوره درمان در سال معادل 5/2$ بیلیون می‌شود.با وجود محدودیت های مربوط به پیوندهای بیولوژیکی، مهندسان و بالین شناسان در جهت توسعه جایگزینه هایی برای پیوند استخوان با هم همکاری می کنند.

-استدلالهایی برای بیومواد کامپوزیت RATIONALE FOR COMPOSITE BIOMATERIALS استخوان بیولوژیکی از دوفاز آلی و غیر آلی تشکیل شده است.

در حدود 70% فاز غیر آلی را فسفات کلسیم که اغلب به شکل مواد معدنی نیمه بلورین به نام هیدروکسی آپاتیت تشکیل می دهد که مسئولیت استحکام مکانیکی استخوان را بر عهده دارد.

انواع مختلفی از سرامیک ها زیست سازگار تشخیص داده شده و به رشد استخوان و پایداری کاشتنی کمک می کنند.

برای مثال هایی از این نوع می توان، کورالین، سولفات کلسیم، فسفات کلسیم، شیشه زیست فعال 45S5 بکار برده شده و می توان آنها را توسط آمیختن خشک یا قالب گیری فشاری با پلیمرها ترکیب کرده و یا توسط تعدیل شیمیایی (chemical modifications) بر سطح پلیمر شکل داد.

(جدول 1-61).

البته مواد سرامیکی اغلب تخریب پذیر نبوده و به واسطه طبیعت شکننده و ویژگی کششی ضعیف از نظر مکانیکی با استخوان طبیعی زیست سازگار نیستند.

درحال حاضر دسته های مختلفی از پلیمر ها به عنوان کاندید ترمیم استخوان در نظر گرفته می شوند.

پلی متیل متاکریلات (PMMA) از اوایل 1960 به عنوان سیمان استخوانی مورد استفاده قرار گرفت و امروزه نیز بطور گسترده به تنهایی و یا گاهاً به صورت ترکیب با موادی مانند فیبرهای تیتانیم و سرامیک ها بکار برده می شوند.

پلی اتیلن پرتو زده گاما به دلیل داشتن مقاومت خستگی بالا و زیست سازگار بودن به طور گسترده در کاشتنی های جایگزین مفصل بکار گرفته می‌شود.

در حال حاضر پلیمرهای تخریب پذیر فراوانی در پروژه های تحقیقاتی و استفاده های بالینی برای کاربردهای ماهیچه ای – اسکلتی تحت بررسی هستند.

پلی ارتو استرها، پلی انیدریدها پلی فسفازن ها و پلی آمینو اسیدها بخاطر تخریب پذیری منحصر به فرد و ویژگی های مکانیکی همگی به عنوان جایگزین های استخوان آزموده شده اند.

خانواده پلی - هیدروکسی اسید، پلیمرهای تخریب پذیر شامل پلی لاکتیک اسید (PLA)، پلی گلیکولیک اسید و کوپلیمر آن پلی لاکتیک – کو – گلیکولیک اسید به طورگسترده به عنوان صفحات تثبیت کننده، پیچ‏ها و پین ها، همچنین دستگاههای رهایش دارو و داربست های مهندسی بافت مورد استفاده قرار می گیرند.

PLAGA , PGA , PLA دارای مزایای اضافی هستند که توسط سازمان غذا و دارو آمریکا (FDA) تایید شده و به سادگی به شکل ساختارهای متخلخل با خصوصیات مکانیکی نزدیک به استخوان‏های میله ای(trabecular bones) در می آیند.

برای بهره گیری از مزایای فوق و کمینه سازی کمبودها، مواد سرامیکی با انواع پلیمرهای تخریب پذیر و تخریب ناپذیر ترکیب شده تا به شکل بیو موادهای کامپوزیت برای ترمیم استخوان درآیند.

در اینجا بسیاری از تحقیقات فعلی و محصولات تجاری موجود تحت بازنگری قرار می گیرند.

-کامپوزیت های پایه کلسیم فسفات (فسفات کلسیم) CALCIUM PHOSPHATE BASED COMPOSITES فسفات کلسیم اول بار در اوائل 1970 به عنوان پرکننده ضایعات استخوانی صورت و موارد دندانی بکار برده شد.

از آن زمان به بعد، این ماده به اشکال مختلف برای کاربردهای ارتوپدی پردازش شد.

فسفات های کلسیم مانند فسفات تتراکلسیم وهیدروکسی آپاتیت داری زیست سازگاری، بلورینگی وتخریب پذیری متفاوت هستند.

فسفات تری کلسیم (TCP) در پیوند با دیگر سرامیک ها و سیمان های استخوانی و همچنین پلیمرهای مختلف نیز برای اصلاح خصوصیات مکانیکی و هدایت استخوانی بکار گرفته می شوند.اکنون TCP به عنوان جایگزین استخوان و وسیله رهایش برای باز ترکیب مورفوژنیک پروتئین 2 استخوان انسان (BMP-2) بکار برده می‌شود.

رشد استخوان در ترکیب TCP با BMP-2 نسبت به TCP تنها، بیشتر است.

کیکوچی و همکارانش، با ترکیب TCP و کو-پلی ال – لاکتید (CPLA) به یک کامپوزیت پلیمر – سرامیک دست یافتند که دارای پتانسیل هدایت استخوانی و استحکام مکانیکی TCP و تخریب پذیری CPLA بود.

مدول یانگ این کامپوزیت بدون هیچ گونه اتلاف استحکام خمشی در هنگام اضافه نمودن TCP به CPLA دو برابر CPLA تنها بود.

زیست پذیری این کامپوزیت ارزیابی و تعیین شد تا مشابه کنترل فضاهای خالی سلولی ها به تنهایی باشد.

همچنین فسفات کلسیم را می توان با سیمان استخوان ترکیب کرده تا کامپویت های قابل جذب، خصوصیات مکانیکی مناسب بدست آورد.

بروتو و همکارانش پودر TCP را به پلی متیل متا کریلات (PMMA) سیمان استخوان اضافه نمودند تا سیمان استخوانی قابل جذب با خصوصیات مکانیکی و پیوندی اصلاح شده جهت کمک نمودن به رشد بهینه استخوان شکل گیرد.

اضافه نمودن TCP به PMMA تخلخل سیمان استخوان را افزایش داده اما استحکام فشاری را تا نقطه ای مشابه آنچه برای دیگر کاشتنی های متخلخل سرامیکی رخ می دهد کاهش می دهد.

- هیدروکسی آپاتیتHYDROXYAPATITE هیدورکسی آپاتیت به طور گسترده به صورت تنها و یا ترکیب با پلیمرها برای شکل دهی اشکال کامپوزیت جایگزین استخوانی بکار برده می‌شود.

مرجان دریایی که از جنس کربنات کلسیم است، به دلیل یکپارچگی درونی و طبیعت زیست واره آن به عنوان جانشین بافت استخوان استفاده می‌شود.

این ماده که در ابتدا برای تبدیل کربنات کلسیم به هیدروکسی آپاتیت پردازش می‌شود.

به شکل تجاری توسط شرکت بین المللی اینتروپورکرانس تحت عنوان پرواستئون 500 و R500 عرضه می گردد.

البته خصوصیات مکانیکی یک مرجان سالم برای حفظ بارهای بیولوژیکی معمولی که توسط استخوان غشائی تحمل می شود، کافی نیست.

بطور کلی، هیدروکسی آپاتیت (HA) به شکل ذره ای مورد استفاده قرار می گیرد و اندازه این ذرات متناسب با کاربرد سفارش داده می‌شود.

ترکیب ذرات HA با قطر با سیمان استخوان PMMA برای افزایش درون رشد استخوان و چسبندگی به دستگاههای پروتز تثبیت شده توسط سیمان بکار می رود.

موریتا و همکارانش متوجه شدند که علیرغم پیوند ضعیف بین ذرات HA و سیمان، اضافه نمودن HA، استحکام کششی، فشاری یا خمشی سیمان را کاهش نمی دهد.

البته آزمون سیمان استخوان با ذرات HA نشان دهنده افزایش استحکام باند کششی در مقایسه با سیمان بدون ذرات HA بود که بر پیوند مستقیم HA با استخوان اشاره دارد.

مطالعات انجام شده توسط والو و همکارانش اثر مقدار ذرات اضافه شده HA به سیمان استخوان پایه PMMA را بر چگالی سیمان، اندازه خلل و فرج و خصوصیات مکانیکی مورد آزمایش قرار داد.

نتیجه این آزمون ها حاکی از کاهش چگالی سیمان استخوان با افزایش تخلل ناشی از افزایش میزان HA و کاهش بی اندازه تنش ایجاد شده در اثر افزایش اولیه HA بود.

کاهش شدید تنش ایجاد شده در اثر افزایش میزان HA ناشی از پیوند ضعیف بین HA و سیمان استخوان بود که منجر به ایجاد حفره های بزرگ تر درون استخوان و نواحی بسیار بزرگ با پیوندهای نامناسب بین سیمان و HA می گردد.

البته، مقادیر کم HA اضافه شده به سیمان استخوان هم سبب افزایش تنش ایجاد شده و هم چغرنگی شکست می‏شود.

آزمایشگاه ما بطور گسترده، امکان بکارگیری داربست پلیمر – کامپوزیت برای بازسازی و ترمیم بافت استخوان را مورد بررسی قرار داده است.

داربست های متخلخل حاوی پلی لاکتید – کو – گلیکولید و بلورهای HA، توسط استئوبلاست های بدست آ‎مده از جمجمه موش شکل گرفته و کاشته می شوند.

پس از طی 24 ساعت، دیده می‌شود که استئوبلاست ها به سطح خارجی داربست چسبیده و حتی به درون ساختار متخلخل نفوذ کرده اند.

تاثیر مقادیر HA بر خصوصیات مکانیکی و تخریبی در یک بررسی مجزا، مورد بررسی قرار گرفت.

اضافه نمودن HA به داربست، مدول فشاری را تا حدود 400% افزایش می دهد،در حالیکه میزان اتلاف توده را کاهش داده و در نتیجه تخریب داربست در طول 6 هفته رخ می دهد.

در نهایت توانایی داربست PLAGA-HA در کمک به تکثیر و تفکیک استئوبلاست و همچنین شکل گیری معدنی در طول 21 روز مورد آزمایش قرار گرفت.

از این آزمایش مشاهده شد که سلولها تا 21 روز تکثیر شده و یک لایه معدنی بر روی داربست PLAGA-HA تشکیل می دهند که نشان گر تفکیک سلولی است.

داربست بکار رفته در این بررسی ها شامل ترکیبی از تخریب پذیری PLAGA با حمایت مکانیکی HA بود که به عنوان جایگزین مهندسی بافت برای ضایعات استخوانی است.

کامپوزیت های پایه ماده زیست فعال BIOACTIVE MATERIAL BASED COMPOSITES مواد زیست فعال، مواد زیست سازگار با توانایی اضافی هستند که دارای قابلیت بهسازی شکل گیری استخوانی و باند شدن با بافت استخوان پیرامون هستند شیشه های زیست فعال به شکل شیشه های ذره ای زیست فعال 45S5 بطور گسترده به عنوان بیومواد بالقوه درکاربردهای مهندسی بافت ماهیچه ای اسکلتی بکار گرفته می شوند.

توانایی شیشه زیست فعال 45S5 در پیوند با استخوان، اول بار توسط هنچ و همکارانش در اوایل سال 1970 گزارش شد.

به واسطه واکنش های واسطه ای و میان سلولی، شیشه زیست فعال سبب رفع کمبود کلسیم و ایجاد لایه فسفات کربنات کلسیم شده که سبب پیوند شیمیایی با استخوان پیرامون می‌شود.

توانایی یک کاشتنی در تشکیل واسطه شیمیایی با بافت پیرامون در حذف شل شدگی که یکی از دلایل اصلی شکست کاشتنی مصنوعی است بسیار مهم است.

در شیشه زیست فعال مشاهده شد که علاوه بر قابلیت پیوند با استخوان به چسبندگی، رشد و تفکیک استئوبلاست نیز کمک می کند.علاوه بر این، مواد زیست فعال سبب القایی – تفکیک سلولهای مزانشیمال درون استئوبلاست می شوند.

علیرغم طبیعت یکپارچگی استخوانی، هدایت استخوانی و القای استخوانی، شیشه های زیست فعال به واسطه ناهمخوانی مکانیکی با استخوان پیرامون به تنهایی دارای کاربردهای محدودی درشرایط تحمل بارمی باشند.

البته، این مواد را می توان جهت تشکیل مواد کامپوزیت دارای پتانسیل ترمیم استخوان، با پلیمرها ترکیب کرد.

فوجیتا و همکارانش با اضافه کردن و لفزوتونیت شیشه – سرامیک PMMA فرمول یک سیمان استخوان زیست فعال را بدست آؤرند.

این سیمان استخوان زیست فعال در مقایسه با PMMA تنها، استحکام پیوندی بیشتری بین سیمان استخوان و استخوان ران سگ ایجاد کرده و جذب استخوانی آن نسبت به PMMA تنها، بیشتر است.

مارکونگو و همکارانش با ترکیب پلی سولفون با فیبرهای شیشه زیست فعال، میله های کامپوزیتی ایجاد کرده و آنها را در استخوان ران خرگوش قرار دادند تا آرایش باند مکانیکی بین بافت استخوان و کاشتنی کامپوزیتی را مورد بررسی قرار دهند.

پس از 6 هفته، استحکام بین سطحی مورد آزمایش قرارگرفته و دیده شد که میزان آن بیشتر از دو برابر پلی سولفون تنها است.

کامپوزیت های پلیمر – سرامیک را می توان با القای ته تشین مستقیم یک لایه فسفات کلسیم زیست فعال بر سطوح پلیمر نیز ساخت.

در این روش، پلیمر در یک سیال شبیه سازی شده بدن (SBF) با غلظت یونی شبیه سیال میان بافتی (interstitial) غوطه ور می‌شود.

پس از نگهداری ماده در SBF یک لایه آپاتیت به آرامی بر روی سطح شکل می‏گیرد.

لایه‏های فسفات کلسیم با موفقیت بر روی فیبرهای تیتانیم، پلیمرهای آلی، کامپوزیت سرامیک – پلیمر، اتیلن – وینیل الکل و پلی لاکتید – کو – گلیکولید – تشکیل شدند.

مورفی و همکارانش، از تشکیل شدن لایه اپتیت بر سطوح داربست های متخلخل سه بعدی گزارش داده و بعد از سپری شدن 16 روز نگهداری، شاهد افزایش مدول فشاری بر روی پلیمر تنها، از kpa 50 تا kpa 300 بودند.

آزمایشگاه ما همچنین کامپوزیت های شیشه زیست فعال و پلیمرهای زیست تخریب پذیر را توسعه داده است که این مواد لایه های فسفات کلسیمرا در محیط آزمایشگاه تشکیل می دهند.

از آنجا که شیشه زیست فعال دارای استحکام فشاری بالایی است می تواند به عنوان یک تقویت کننده مکانیکی برای موادی با استحکام مکانیکی کمتر عمل کند.

همچنین توانستیم فیلم های کامپوزیت (قالب گیری حلال) شیشه زیست فعال و کوپلیمر 50: 50 پلی لاکتید – کو – گلیکولید، با ساختارمتخلخل، سه بعدی، ریز کروی را بسازیم.

این کامپوزیت ها در هنگام کاشت در محیط آزمایشگاه قادر به ایجاد لایه‏های فسفات کلسیم بر روی سطوح بوده و به رشد سریع و فراوان سلولهای استئوبلاست و شبه استئوبلاست انسان کمک می کنند (شکل 1-61).

علاوه بر این، این سلول ها یک ماتریس معدنی را بر روی مواد کامپوزیت تشکیل می دهند.

اقدامات آینده شامل آزمایشات درمانی، درون بدن و پتانسیل باند شدگی با استخوان این مواد کامپوزیت شیشه – پلیمر است.

-قرارداد الف : فیلم پلیمر – سرامیک شکل گرفته توسط روش قالب گیری حلال -پیشگفتار فیلم های نازک پلیمر – سرامیک را می توان در ابتدا با ذوب کردن پلیمر در یک حلال آلی و سپس اضافه نمودن سرامیک مورد نظر در شکل ذره ای، ساخت.

سپس به حلال اجازه داده می‌شود تا تبخیر شده و فیلم پلیمر – سرامیک با ضخامت مطلوب بدست آید.

-موادMATERIALS پلیمر (برای مثال لاکتید، پلی گلیکولید، پلی لاکتید – کو – گلیکولید) حلال آلی (برای مثال، کلرید متیلن) گرانول های سرامیک (برای مثال، هیدروکسی آپاتیت، شیشه زیست فعال: اندازه ) ظرف تفلون فلاسک (بطری) یا بشر ارلن مایر همزن، میله چرخان -روشها METHODS 1-کاهش وزن پلیمر مطابق نسبت مطلوب (وزن پلیمر به حجم حلال).

2- اضافه نمودن حلال آلی به فلاسک ارلن مایر یا بشر با پوشش 3-هم زدن مخلوط پلیمر – حلال تا زمان حل شدن پلیمر 4-اضافه نمودن گرانول‏های سرامیک به مخلوط پلیمر – حلال 5-عمل ترکیب تا زمان توزیع هموژن گرانول‏ها در مخلوط ادامه می یابد.

6-ریختن محلول حلال – پلیمر درون ظرف تفلون تحت هود (هواکش) شیمیایی 7-تبخیر آرام حلال -ملاحظات مفیدUSEFUL NOTES با تغییر نسبت وزن پلیمر در حجم حلال، فیلم های نازک با ضخامت های متفاوت قابل تولید هستند.

نرخ تبخیر، پارامتر کلیدی در تولید فیلم های نازک هموژن است.

فیلم های متخلخل را می توان با شتاب دادن سرعت تبخیر حلال شکل داد.

برای کاهش نرخ تبخیر، ظرف تفلون را می توان در فریزر قرار داده و عمل تبخیر را در طول شب انجام داد.

به جای ظرف تفلون می توان از اسپری یا کاغذ تفلون استفاده کرد.

-قرارداد ب: ساختارهای پلیمر – سرامیک سنتز شده توسط روش تجمع حلال -پیشگفتار ساختارهای پلیمر – سرامیک پایه ریزی شده براساس ریز کره ها را می توان بوسیله روش تجمع حلال که در آن ابتدا ریزکره‏ها از امولسیون های سنتی آب، روغن – آب تشکیل می شوند، ایجاد کرد.

سپس ماتریس‏های تجمع یافته حلال پلیمر – سرامیک را می توان از طریق ترکیب حلال، ذرات نمک، گرانول های سرامیک و ریزدانه‏های از پیش سخت شده بدست آورد.اساس ساختار سه بعدی با تخلخل قابل کنترل، بر مبنای ترکیب روش فوق با پالایش نمک و فشرده سازی ریز کره‏هاست.

-ساخت ریز کره‏هاFABRICATION OF MICROSPHERES - موادMATERIALS پلیمر (برای مثال، پلی لاکتید، پلی گلیکولید، پلی لاکتید- کو- گلیکولید) حلال آلی (برای مثال، کلرید متیلین) بطری های شیشه ای کوچک بورو سیلیکات (با ظرفیت حجم ml 30-10) محلول پلی ونیل الکل (PVA) wt 1% ماشین گردابی (Vortex machine) همزن مکانیکی (حد rpm 1000-100) بشر ml 1000 لوله (خط) خلاء یا معادل آن دستگاه خشک کننده از طریق انجماد (Lyophilizer) دستگاه خشک ساز -روشهاMETHODS 1-کاهش وزن پلیمر مطابق نسبت مطلوب وزن پلیمر به حجم حلال 2-اضافه نمودن پلیمر و حلال آلی به بطری کوچک شیشه ای و پوشش 3-هم زدن (چرخاب) مخلوط حلال – پلیمر تا زمان حل شدن پلیمر.

4-اضافه نمودن قطره ای محلول پلیمر به محلول 1% PVA در حال چرخش 5-هم زدن محلول پلیمر PVA 1% با دور rpm 300 برای حداقل 4 ساعت برای تبخیر حلال 6-جمع آوری ریز کر‏ه‏ها از طریق پالایش (تصفیه) خلاء 7-شستشو با آب یون زدایی شده و خشک سازی در هوا برای حداقل 2 ساعت در دمای اتاق 8-خشک سازی از طریق انجماد ریزکره‏ها برای 24 ساعت دیگر جهت حذف هر گونه حلال باقیمانده 9-ذخیره کردن (نگهداری) ریز کره‏ها در دستگاه خشک ساز قبل از استفاده - ملاحظات مفیدUSEFUL NOTES حجم PVA 1% به حجم ترکیب پلیمر – حلال بستگی دارد.

برای مثال با ml20 مخلوط پلیمر-حلال، می بایست ml600 محلول PVA 1% بکار برده شود.

توزیع نهایی اندازه ریز کره‏ها تابعی از سرعت چرخش (هم زدن) PVA1% است.

ریز کره با بالا رفتن زمان هم زدن سخت می شوند.

ریز کره‏ها را می توان با استفاده از سیستم های مکانیکی غربال سازی در اندازه های مورد نظر صاف کرد.

روش تجمع حلالSOLVENT – AGGREGATION METHOD - موادMATERIALS ریزکره‏های پلیمربا قطر مشخص (برای مثال g2) حلال آلی (برای مثال، کلرید متیلین ml2) ذرات NaCl با اندازه مشخص (برای مثال g2) گرانول‏های سرامیکی با اندازه مورد نظر (برای مثال، هیدروکسی آپاتیت، شیشه زیست فعال g2) قالب فولاد زنگ نزن یا تفلون پرس کارور آب یون زدایی شده -روشهاMETHODS 1-اندازه گیری مقادیر دلخواه ریزکره‏های پلیمری، NaCl و ذرات سرامیک 2-ترکیب (مخلوط) خشک ریز کره‏ها، ذرات NaCl و گرانول‏های سرامیک بر اساس نرخ گزیده شده اوزان 3-افزودن تدریجی مقدار کم حلال در زمان هم زدن ترکیب 4-قرار دادن ترکیب درقالب تفلون 5-بکارگیری پرس کارور جهت اعمال بار فشاری به قالب 6-خشک سازی ساختارهای حاصله از طریق انجماد برای 24 ساعت 7-غوطه ور کردن ساختارها در ml300 آب یون زدایی شده برای پالایش زدایی ذرات نمک به مدت حداقل 24 ساعت.

8-خشک سازی ساختارها از طریق انجماد برای 24 ساعت - ملاحظات مفیدUSEFUL NOTES مقادیر بسیار کوچک حلال در این روش مورد نیاز خواهد بود.

این حلال جهت حل کردن سطح خارجی ریز کوه و اجازه پیوند ریزکره‏ها و تجمع ذرات سرامیک بر سطح بکاربرده می‌شود.

قالب تفلون باید دارای ابعاد متناسب با ساختارمورد نظر باشد (برای مثال، استوانه ای و غیره) اندازه بلورهای NaCl ، میزان تخلخل واندازه خلل و فرج ساختار سه بعدی راکنترل می کند.

تراکم ساختار با وجود اینکه خصوصیات مکانیکی ساختار را افزایش می دهد، لازم نیست.

- قرار داد ج : ساختارهای پلیمر – سرامیک سنتز شده بوسیله روش ژل ریزکره - پیشگفتار روش ژل ریز کره مشابه تجمع حلال است زیرا بر اساس روش ریز کره پایه ریزی شده است.البته، در این حالت، در حین فرایند تشکیل ریز کره،کره‏ها قبل ازحذف کامل حلال ایزوله می شوند.

در این وضعیت ژل شکل، کره‏ها مجتمع شده و یک ساختار سه بعدی را ایجاد میکنند.

ساختار متخلخل را می توان با افزودن NaCl تو خالی و ذرات سرامیک بوجود آورد(شکل 2-61).

- موادMATERIALS پلیمر (برای مثال، پلی لاکتید، پلی گلیکولید، پلی لاکتید، کو، گلیکولید) حلال آلی (برای مثال، کلرید متیلین ml2) ذرات NaCl با اندازه های مشخص (برای مثال، g2) گرانول های سرامیک با اندازه مورد نظر (برای مثال، هیدروکسی آپاتیت، شیشه زیست فعال،g2) قالب ساختار لوله های سانتریفوژ آب یون زدایی شده (برای مثال ml300) -روشهاMETHODS 1-مراحل 4-1 در قرارداد ب را دنبال می‏کنیم.

2-محلول پلیمر – PVA1% را به مدت 2-1 ساعت هم زده تاژل ریزکره تشکیل شود.

3-بیشتر PVA را حذف کرده و ژل ریز کره PVA+ را به داخل لوله سانتریفوژ منتقل می کنیم.

4- PVA باقیمانده را پس از ته نشینی ریز کره‏ها در کف لوله خارج می کنیم.

5-مقادیر مورد نیاز NaCl و ذرات سرامیک را وزن می کنیم.

6-ژل ریزکره‏ها، ذرات NaCl و گرانول های سرامیک را بر اساس نرخ اوزان گزینش شده ترکیب کرده و هم می زنیم.

7-ترکیب حاصل را در قالب تفلون قرار داده و به مدت 24 ساعت در معرض هوا خشک می‏کنیم.

8-ساختارهارا ازقالب خارج کرده و در آب یون زدایی شده 37 درجه سانتی گراد به مدت حداقل 24 ساعت غوطه ور می کنیم تا ذرات NaCl پالایش زدایی شوند.

9-ساختارها را برای 24 ساعت از طریق انجماد خشک می کنیم.