به گزارش ایسنا، دندان و استخوان از رشته‌های پروتئینی کلاژن و ماده معدنی هیدروکسی آپاتیت (حاوی کلسیم و فسفر) تشکیل شده است. با توجه به ترکیب شیمیایی این بافت‌های سخت، استفاده از مواد ترمیمی حاوی کلسیم و فسفر باعث رهایش این عناصر در اطراف بافت آسیب دیده شده و سلول‌های استخوان ساز را تحریک به تشکیل استخوان جدید می‌کند.

از این طریق شکستگی‌ها و سایر آسیب‌های وارد شده بهبود می‌یابد و در بیشتر موارد، دیگر نیازی به استفاده از پروتزهای فلزی نخواهد بود.

استفاده از پلیمرهای طبیعی و سازگار با بدن همراه با ترکیبات کلسیم و فسفر نسل جدیدی از مواد کامپوزیتی است. در اغلب موارد ساختار متخلخل این کامپوزیت‌ها، داربست مناسبی برای اتصال سلول‌های استخوان ساز و تشکیل استخوان جدید خواهد بود؛ چراکه با توجه به ترکیب شیمیایی مواد ترمیمی کامپوزیتی و شرایط فیزیولوژیکی بدن، ممکن است پس از مدتی کامپوزیت بطور کامل تجزیه شود و جای آن را استخوان جدید بگیرد که این بسیار ارزشمند است.

بر این اساس جمعی از پژوهشگران دانشگاه صنعتی شریف به سرپرستی دکتر عبدالرضا سیم‌چی، عضو هیات علمی دانشکده مهندسی و علم مواد موفق به استخراج و فرآوری هیدروکسی آپاتیت نانومقیاس از ضایعات زیستی و منابع طبیعی شدند. این مواد قابلیت استفاده در مهندسی بافت استخوان و مواد پرکننده دندان را دارند.

سیم‌چی عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی شریف در این باره گفت: استخراج هیدروکسی آپاتیت از ضایعات زیستی چون استخوان گاو و ماهی در دمای 600 تا 1200 درجه سانتی‌گراد بوده است.

وی مشکل اساسی برای استخراج هیدروکسی آپاتیت در دمای بالا را از بین رفتن شکل، ساختار و خواص زیستی آن دانست و یادآور شد: بررسی ساختار هیدروکسی آپاتیت استخوان و دندان با کمک میکروسکوپ الکترونی نشان داد که این ماده به شکل نانومیله‌های سوزنی است. در حالی که حرارت دادن در دمای بالا این ساختار را از بین برده و آنها را به ذرات درشت‌تر تبدیل می‌کند که در این صورت دیگر خواص قبلی خود را نخواهند داشت.

این محقق اضافه کرد: بنابراین سعی گروه تحقیقاتی مواد پیشرفته و نانومتری (CNAM) بر آن شد تا این ماده ارزشمند و پرکاربرد را با حفظ خواص شیمیایی، ساختاری و زیستی از ضایعات زیستی در دمای پایین استخراج و فرآوری کنند که این موفقیت حاصل شد.

دکتر فاطمه مهندس، پژوهشگر پسا دکترای دانشگاه صنعتی شریف و محقق این طرح با بیان اینکه در این طرح تحقیقاتی موفق به استخراج و فرآوری نانوساختارهای هیدروکسی آپاتیت شدیم، خاطر نشان کرد: این نانوساختارها از ضایعات زیستی و بر پایه روش‌های شیمیایی-حرارتی در دمای پایین تولید شد.

وی با اشاره به جزئیات اجرای این طرح یادآور شد: با استفاده از روش استفاده‌شده علاوه بر حذف مواد آلرژی‌زا و ترکیبات آلی از ضایعات زیستی، ساختار و خواص هیدروکسی آپاتیت حفظ شد و محصولات دارای فعالیت زیستی بالاتر و سمیت کمتری هستند.

تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نانومیله‌های هیدروکسی آپاتیت استخراج شده از ضایعات زیستی

 

تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی کامپوزیت‌های متخلخل پلیمری-نانومیله‌های هیدروکسی آپاتیت

 

این پژوهشگر یادآور شد: از نانوساختارهای هیدروکسی آپاتیت بصورت پودر می‌توان در مصارف پزشکی استفاده کرد، ضمن آنکه  از آنها برای ساخت مواد ترمیمی کامپوزیتی استخوان و دندان نیز می‌توان بهره برد.

وی خاطرنشان کرد: نتایج حاصل از این دستاورد بصورت ثبت اختراع در ایران و ثبت موقت اداره ثبت اختراعات آمریکا در آمده است.