ساخت داربست نانوكامپوزيتي پلي‌كاپرولاكتون- فلوئورآپاتيت توسط پرينت سه‌بعدي و شبيه‌سازي خواص مكانيكي آن

مقدمه: مزاياي استفاده از داربست‌هاي متخلخل نانوبيوكامپوزيت براي كاربرد شكستگي‌هاي فك و صورت و بهينه‌سازي سطوح داخلي گرافت‌هاي مصنوعي با استفاده از فناوري نانو مي‌تواند چسبندگي سلول‌هاي استخواني، خواص مكانيكي و سرعت جذب را بهبود بخشد. مطالعات مختلفي بر روي داربست متخلخل به ويژه براي قسمت‌هاي شكسته و تخريب شده‌ي استخوان‌هاي صورت انجام شده است. هدف از اين مطالعه، بررسي رفتار زيستي، تجربي و عددي خواص مكانيكي داربست متخلخل است كه شرايط بارگذاري استاتيكي را بر عهده دارد. مواد و روش‌ها: در اين مطالعه‌ي عددي- آزمايشگاهي (دانشكده‌ي مكانيك دانشگاه آزاد اسلامي واحد خميني‌شهر، زمستان 1400)، يك داربست استخواني با استفاده از دستگاه چاپگر سه‌بعدي (Three- Dimensional Printing) با فرايند مدل‌سازي لايه‌نشاني مذاب FDM (Fused Deposition Modelling)، براي استفاده در قسمتي از استخوان فك از مواد نانوكامپوزيتي پلي‌كاپرولاكتون- فلوئورآپاتيت PCL/nFA (Polycaprolactone- Fluorapatite) كه حاوي (0، 10، 20 و 30 درصد وزني) نانوذرات سراميك بوده طراحي و ساخته شده است. داربست‌ها با تخلخل 70 درصد در نرم‌افزار ساليدورك طراحي گرديد و به نرم‌افزار آباكوس براي فرايند شبيه‌سازي انتقال داده شد. سطح معني‌داري متغيرهاي كمي (0.05 p value) نيز توسط نرم‌افزار تعيين شد. يافته‌ها: آزمون زيست‌فعالي داربست‌هاي خالص و كامپوزيتي پس از غوطه‌وري در محلول شبيه‌سازي شده‌ي بدن به مدت 28 روز نشان دادند كه در نمونه‌ي كامپوزيتي PCL/20nFA بيشترين آپاتيت بر روي سطح تشكيل شده است. زنده‌ماني سلول‌ها بر روي داربست توسط رنگ‌آميزي DAPI (4′,6-diamidino-2-phenylindole) و ميكروسكوپ فلورسنت تأييد شد. نتيجه‌گيري: نتايج شبيه‌سازي آزمون فشار و ميزان تنش فون‌ميسز نشان داد كه مي‌توان از مدل داربست متخلخل براي جايگزيني در استخوان فك و صورت استفاده كرد كه از استحكام و پايداري مكانيكي مناسبي برخوردار است.