ترمیم لیگامان آسیب دیده ورزشکاران به کمک داربست های سه بعدی کامپوزیتی
پذیرفته شده برای پوستر XML
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22089/10thconf.2017.166
نویسندگان
کارشناس معاونت فناوری
چکیده
مقدمه: لیگامان‌ها از نظر ساختاری بافت نرم کلاژنی هستند و نقش مهمی در بیومکانیک اسکلتی عضلانی دارند. یکی از چالش‌های ترمیم لیگامان بازگرداندن عملکرد مکانیکی طبیعی آن می باشد. متاسفانه ترمیم این بافت نرم به علت ساختارهای عروقی کم و تحمل اثرات ناشی از تحریکات بیومکانیکی بسیار آهسته صورت می گیرد و روش‌های ترمیم آن با موفقیت‌های محدودی همراه بوده است. امروزه مهندسی بافت در این حوزه وارد شده و به کمک داربستهای زیست سازگار نسبت به رفع این معضل اقدام می‌کند.
روش شناسی: در این تحقیق یک داربست به منظور استفاده در مهندسی بافت لیگامان طراحی و مورد بررسی قرار گرفت. شبکه ای کردن این پلیمر با گلوتارآلدهید نیز منجر به تشکیل پیوندهای عرضی بیشتر در ساختار داربست می شود. نتایج FTIR حاکی از وجود پیوندهای شیمیایی و فیزیکی در ساختار داربست‌ها بود. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی دو مشخصه اصلی داربستهای ساخته شده که شامل اندازه تخلخل ها و مورفولوژی سطح داربست‌هاست مورد بررسی قرار گرفت. تصاویرSEM ، تست مکانیکی کشش، جذب آب، تخریب و سمیت سلولی بیانگر قرارداشتن خواص فیزیکی و شیمیایی نمونه ها در محدوده ی مقادیر مناسب برای بافت لیگامان بود.
یافته ها: نتایج گزارش شده در این مطالعه نشان داد که روش خشک‌سازی انجمادی برای آماده سازی داربست‌های متخلخل با کنترل خوب بر شکل، جهت و ساختار ماکروسکوپی و همچنین دیگر خواص فیزیکوشیمیایی غالبا به کار برده می‌شود. آزمون تورم و تخریب نشان دهنده‌ی سرعت تخریب تقریباً بالای داربست‌های ساخته شده است. بنابراین با توجه به سرعت شکل‌گیری ماتریس های خارج سلولی و شکل گیری بافت و دارا شدن خواص مناسب مکانیکی بافت شکل گرفته، داربست باید بتواند با سرعت مناسبی تخریب شود تا بافت نهایی با خواص مهندسی شده تولید شود.
بحث و نتیجه گیری: در نهایت اثربخشی این ساختار مهندسی بافت در ترویج ترمیم لیگامان مثبت نشان داده شد. بنابراین محصول به دست آمده در قالب داربست می‌تواند در کاربردهای پزشکی مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Three-dimensional Composite scaffold to help athletes heal damaged ligaments
Authors
Saeedeh Matin Nikoo
Abstract
Introduction: Ligaments are Collagen soft tissue from structural view. Ligaments connect bone to bone. Ligaments play an important role in musculoskeletal biomechanics. Also they represent a main region of an Orthopedic treatment which encounter to several challenges to restoring. One of these challenges is restoring the natural mechanical performance of ligaments. Unfortunately repair of these soft tissues is very slow due to low vascular structures and tolerating the effects of biomechanical stimulations. So there were few successes in tissue restoring methods. In recent years according to increasing the physical activity, a significant growth in ligament injuries, especially among professional athletes has been observed. Hence restoring of ligament is very remarkable issue in sports engineering. In fact due to lack of similar substitutable tissue and linkage limitations, restoring of ligaments is approximately complex. Furthermore, despite the high costs, the outcomes of surgeries are largely unsuccessful. Because of this defect, various sciences especially tissue engineering entered in order to resolve this problem.
Methodology: In this study, a scaffold for use in tissue engineering of ligaments were designed and evaluated. Various specimens by freeze-drying method as porous scaffolds were fabricated. Mechanical and degradation properties, cell toxicity and the morphology of this scaffold were investigated.
Result: The results of SEM pictures, tensile tests, water absorption, degradation and cell toxicity suggest that physical and chemical properties of the samples are in the suitable range of ligament properties. Results of fibroblast cells culture also showed that scaffolds possess high biocompatibility and enhance the growth and proliferation of the fibroblast cells. The properties engineered into these scaffolds make them attractive candidates for tissue engineering of ligament.
Discussion: This novel technique enabled the fabrication of biocompatible scaffolds with controlled porosity and architectures suitable for ligament treatment.
Keywords
Ligament, Scaffold, Tissue engineering