نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه بیومواد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان
2 دانشیار، گروه بیومواد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان
3 استادیار، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان
چکیده
هیدروکسی آپاتیت کاربرد فراوانی در پزشکی و دندانپزشکی و از جمله جایگزین سازی، بازسازی و خلق دوباره بافت استخوانی و پوشش دهی کاشتنی های بدن دارد. هیدروکسی آپاتیت نانوبلورین، خواص مکانیکی بالاتر و زیست سازگاری مطلوب تری نسبت به نمونه های میکرومتری در محیط بدن نشان می دهد. هنگامی این خواص بهینه خواهد بود که ذرات نانومتری هیدروکسی آپاتیت از اندازه و شکل یکنواخت و کمترین میزان کلوخه شدن برخوردار باشند. هدف از پژوهش حاضر، تولید هیدروکسی آپاتیت نانوبلورین به روش رسوب دهی زیستی بود. بدین منظور از یک سویه بومی باکتری سراشیا (باکتری سراشیا مارسسنس سویه (PTCC 1187 برای تولید پودر هیدروکسی آپاتیت نانوبلورین استفاده شد. این سویه باکتریایی در شرایط مناسب رشد داده شد. سپس توده زیستی آن جمع آوری و با محلول حاوی گلیسرول 2- فسفات و کلرید کلسیم به عنوان منابع کلسیم و فسفات مخلوط شد. پس از گرمخانه گذاری در دمای 37oCبه مدت 14 روز رسوب حاصل جمع آوری شد. پودر تولید شده پس از انجام عملیات تکلیس در دمای 600oC با استفاده از روش های میکروسکوپ الکترونی رویشی (SEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، آزمون پراش پرتوی ایکس و آزمون طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه مشخصه یابی و ارزیابی شد. نتایج نشان داد که پودر هیدروکسی آپاتیت نانوبلورین با بلورینگی مناسب تولید شده است. ارزیابی ها حاکی از آن بود که ذرات پودر تولیدی تک بلور بوده و اندازه ذرات 25 تا 30 nm است. همچنین ذرات از اندازه و شکل یکنواخت تر و میزان کلوخه شدن کمتری نسبت به نمونه های تولید شده به روش های معمول تولید هیدروکسی آپاتیت برخوردارند. به دلیل خواص ویژه پودر تولیدی همچون میزان پایین کلوخه بودن و تک بلور بودن ذرات، از این پودر می توان در ترمیم ضایعات استخوانی، ساخت کاشتنی های مورد استفاده در پزشکی و دندانپزشکی و در رسانش محصولات زیستی در بدن استفاده کرد.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Bacterial Synthesis Of Nano-Crystalline Hydroxyapatite
نویسندگان [English]
- Babak Mostaghasi 1
- Mohammad Hossein Fathi 2
- Mahmoud Sheikh Zeinaddin 3
- Sabihe Soleimanianzad 3
1 PhD Candidate, Biomaterials Department, Materials Engineering School, Isfahan University of Technology
2 Associate Professor, Biomaterials Department, Materials Engineering School, Isfahan University of Technology
3 Assistant Professor, Food Science and Technology Department, Agriculture School, Isfahan University of Technology
چکیده [English]
Hydroxyapatite (HA) is a well known candidate for many applications in dentistry and medicine such as bone replacement and regeneration and coatings for medical implants. Nano-crystalline HA exhibits improved mechanical properties and biocompatibility. To optimize the benefits of nano-sized precursors, the particles must be of a uniform shape and size and have minimum degree of agglomeration. The aim of this study was to synthesize of nano-crystalline HA via the biomineralization route. For this purpose, an Iranian strain of Serratia (Serratia marcescens PTCC 1187) was utilized for the synthesis of nano-crystalline HA. The strain was cultivated. Then the pellet of S. marcescens PTCC 1187 was separated and exposed to Glycerol 2-phosphate and Calcium chloride. After 14 days of incubation at 37oC, the white precipitated material was separated. After drying and calcination at 600oC the powder was characterized using scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) techniques. The results showed that nano-structured HA powder was synthesized and the crystallinity of the powder was relatively high according to the standard. The particles of the powder were single crystal with the size of 25-30 nm. Moreover, the shape and size of the particles were relatively uniform and the agglomeration was lower comparing to the conventional methods. This powder could be used in the regeneration of bone defects, fabrication of medical, dental implants and also as a vector for pharmaceuticals and biological materials such as the genes.
کلیدواژهها [English]
- Hydroxyapatite
- Phosphatase
- Serratia
- Biomineralization
- Nanobiotechnology