ساخت پروتز استخوان با کیفیت بالا و بدون عفونت، به کمک فناوری نانو

ستاد ويژه نانو/ اخيراً مقاله‌اي در International Journal of Surface Science and Engineering منتشر شده که در آن از دي‌اکسيد سيليکون به‌عنوان لايه چسبنده در پروتز استخوان نام برده شده‌است. اين ماده زيست‌سازگار مي‌تواند به‌عنوان بخشي از اعضاء قابل کاشت در بدن استفاده شود، با اين کار احتمال عفونت در بدن کاهش يافته و خطر جراحي مجدد عضو پيوند خورده به حداقل مي‌رسد. در پزشکي از فلز تيتانيوم و تانتاليوم به طور گسترده براي ساخت اعضاء قابل کاشت در بدن استفاده مي‌شود. همچنين براي ترميم استخوان‌ها به ويژه استخوان لگن از اين فلزات استفاده مي‌شود. اين دو فلز بسيار صاف، دوام زيادي در بدن دارند به‌طوري که زمان خستگي فلزي در آن‌ها بسيار طولاني است اما مشکلي که تيتانيوم و تانتاليوم دارند، عدم زيست‌سازگاري آن‌ها در بدن است. بنابراين پزشکان و توليدکنندگان مدت‌هاست که به دنبال مواد جايگزين نظير هيدروکسيد‌آپاتايت معدني هستند. با اين ماده مي‌توان سطح قطعات قابل کاشت در بدن را پوشش داد و در نهايت آن‌ها را زيست‌سازگار کرد. بنابراين با زيست‌سازگار شدن اين قطعات احتمال رشد سلول‌ها و رگ‌ها در سطح آن افزايش مي‌يابد. اما مشکلي که در اينجا وجود دارد اين است که سطح صاف فلزات، چسبندگي خوبي ندارد و براي گرفتن مواد زيست‌سازگار مناسب نيست. محققان دانشگاه سوينبرن براي حل اين مشکل از اکسيد سيليکون براي پوشش‌دهي سطح قطعات قابل کاشت در بدن استفاده کردند. اين ماده از اجزاء اصلي سازنده شن و شيشه است. محققان براي توليد لايه نازکي از اکسيد سيليکون از روشي موسوم به تبخير پرتو الکتروني استفاده کردند. آن‌ها موفق شدند سطح را با استفاده از روش کندوپاش هيدروکسيد آپاتايت پوشش داده و سپس روي آن را با اکسيد سيليکون به ضخامت 200 نانومتر پوشش‌دهي کنند. صاف بودن اين سطح موجب مي‌شود تا عوامل بيماري‌زا نتوانند به راحتي روي آن نشست کنند در نتيجه مشکلات عفونتي رايج در کاشت اعضاء بدن به حداقل مي‌رسد. از نقطه نظر تئوري، افزودن لايه زيست‌سازگار به يک سطح موجب افزايش اتصال باکتري‌ها مي‌شود، اين درحالي است که محققان اين پروژه اميدوارند که طبيعت نانوساختار اين کامپوزيت مانع از اين کار شود. اين گروه تحقيقاتي چند باکتري مختلف را روي اين نانوکامپوزيت آزمايش کردند که نتايج حکايت از عدم اتصال و رشد اين باکتري‌ها داشت.