تاثیر الیاف شیشه زیست فعال الکتروریسی شده بر خواص فیزیکی و مکانیکی سیمان استخوانی سولفات کلسیم

در پژوهش حاضر، اثر افزودن الیاف شیشه زیست فعال بر خواص فیزیکی و مکانیکی سیمان استخوانی سولفات کلسیم مورد ارزیابی قرار گرفت. الیاف شیشه زیست فعال با ترکیب سه جزئی اکسید سیلیسیم، اکسید کلسیم و اکسید فسفر به کمک الکتروریسی محلول سل تهیه شد. به منظور بررسی ترکیب فاز و مورفولوژی الیاف به ترتیب از تکنیکهای پراش پرتو ایکس و میکروسکوب الکترونی روبشی استفاده شد. در ادامه، درصدهای وزنی مختلفی (۳، ۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰، ۲۵ و ۳۵) از الیاف شیشه زیست فعال به ترکیب سولفات کلسیم همی هیدرات خالص افزوده و خواص مکانیکی آنها ارزیابی شد. نتایج آزمون نشان داد که با افزودن درصد وزنی مشخصی از الیاف (تا ۱۵ درصد)، خواص مکانیکی افزایش و سپس (از ۱۵ تا ۳۵ درصد) کاهش پیدا کرد؛ به گونه ای که بیشترین استحکام فشاری، مدول یانگ و چقرمگی شکست مربوط به کامپوزیت حاوی ۱۵ درصد وزنی الیاف شیشه زیست فعال و به ترتیب در حدود ۵۴/۳۱ مگاپاسکال، ۹۶۵ مگاپاسکال و ۵۶۶/۰ کیلوژول بر سانتی مترمربع بود. علت افت خواص مکانیکی به دلیل ایجاد حفره بین الیاف و سیمان و کاهش یکنواختی کامپوزیت بود. زمان گیرش اولیه و ثانویه برای سیمان کامپوزیتی بهینه نیز به ترتیب در حدود ۶ و ۲۱ دقیقه بود. در ادامه بررسی مورفولوژی، خواص فیزیکی و زیست فعالی سولفات کلسیم بدون الیاف (نمونه کنترل) و نانو کامپوزیت (ترکیب بهینه) جهت مقایسه انجام گرفت. نتایج نشان داد افزودن الیاف شیشه زیست فعال در ساختار سیمان استخوانی سولفات کلسیمی نه تنها تاثیر نامطلوبی بر آن نگذاشت بلکه سبب افزایش خواص مکانیکی، تشکیل آپاتیت و چسبندگی مناسب سلول استئوبلاست انسانی از نوع MG۶۴ شد.

کلیدواژه ها:

Calcium sulfate bone cement ، Bioactive glass fibers ، Electrispinning ، Cell culture ، سیمان استخوانی سولفات کلسیم ، الیاف شیشه زیست فعال ، الکتروریسی ، کشت سلول