JARC (OH) 2 ) 6.

Transcript

1 JARC در کاربرد برای زیستی تقلید روش به آپاتیت هیدروکسی حاوی نانوکامپوزیت شناسایی و تهیه استخوان بافت مهندسی 5 مطیعی فرشته و 4 پاسدار هدی 3 و* آقابزرگ حمیدرضا 2 فام مسکین معصومه 1 اصالنی مهشید ایران تهران اسالمی آزاد دانشگاه شمال تهران واحد شیمی دانشکده معدنی شیمی دکترای 1- ایران الهیجان اسالمی آزاد دانشگاه الهیجان واحد شیمی دانشکده معدنی شیمی استادیار 2- ایران تهران نفت صنعت پژوهشگاه معدنی شیمی استاد 3- ایران تهران اسالمی آزاد دانشگاه شمال تهران واحد شیمی دانشکده معدنی شیمی دانشیار 4- ایران تهران اسالمی آزاد دانشگاه شمال تهران واحد شیمی دانشکده کاربردی شیمی استادیار شهریور پذیرش: 1395 شهریور بازنگری: 1395 مرداد دریافت: استفاده آسیبدیده بافتهای ترمیم و بافت مهندسی بهبود راستای در کامپوزیتها ساخت برای زیستی مواد از پژوهشگران اخیر سالهای در چکیده: غلظت تغییر اثر و گرفت صورت درجا سنتز روش با آپاتیت هیدروکسی - کربن نانولوله - ژالتین نانوکامپوزیت شناسایی و سنتز پژوهش این در کردهاند. پراش )EDAX) X پرتو انرژی پراکنش )FT-IR( فوریه تبدیل فروسرخ طیفسنجی روشهای از استفاده با نانوکامپوزیتها شد. بررسی بسپار زیست غوطهوری بهوسیله آزمایشگاه محیط در آنها فعالی زیست بررسی همچنین شدند. شناسایی )SEM( روبشی الکترونی میکروسکوپی و )XRD) X پرتو یندعم فاز بهعنوان آپاتیت هیدروکسی نانوذرات توزیع و تشکیل بهدستآمده نتیجههای اساس بر گرفت. صورت )SBF( بدن شبیهسازیشده مایع در و است آپاتیت هیدروکسی نانوبلورهای هستهزایی و رشد برای مناسبی بستر ژالتین که داد نشان نیز فعالی زیست بررسی شد. تأیید زیستبسپار بستر در داشتند. نانوذرات توزیع و ریخت بر مطلوبی تأثیر ژالتین غلظت افزایش آپاتیت هیدروکسی زیستی تقلید نانوکامپوزیت زیست استخوان بافت مهندسی کلیدی: واژههای مقدمه مهندسی پزشکی مانند متفاوت علوم از تلفیقی بافت مهندسی جایگزینهای توسعه و ایجاد هدف با که است زیستی علوم و مواد بافتهای بازسازی و ترمیم به انسان بافت مشابه زیستی ]1[. میپردازد آسیبدیده پروتئین فیبرهای از شده تشکیل نانوکامپوزیتی طبیعی استخوان پروتئین مولکولهای در آپاتیت نانوبلورهای که است کالژن درمان در کامپوزیتها از استفاده بنابراین شدهاند. جاسازی خارج بستر از مناسب تقلیدی روش یک استخوان بافت بازسازی شامل سلولی خارج بستر اصلی ترکیب ]2[. است )ECM( 1 سلولی بلوری نانوذرات شامل معدنی فاز است. معدنی آلی- فاز دو هر از آلی فاز و Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 فرمول به آپاتیت هیدروکسی پروتئوگلیکان گلیکوزآمینوگلیکانها از کمی مقدار و I نوع کالژن قسمت که آنجایی از 5[. تا است] 3 شده تشکیل گلیکوپروتئین و 1. Extra Cellular Matrix aghabozorghr@ripi.ir مکاتبات: *عهدهدار 95 زمستان 4 شماره دهم سال 41

2 تهیه و شناسایی نانوکامپوزیت حاوی هیدروکسی آپاتیت... اعظم استخوان از هیدروکسی آپاتیت تشکیل شده است ترکیب آن در کامپوزیتها میتواند قابلیت هدایت استخوانی را تا حد زیادی افزایش دهد. همچنین نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت به دلیل افزایش مساحت سطح و به دنبال آن واکنشپذیری بیشتر موجب تکثیر و افزایش چسبندگی سلولهای بنیادی مزانشیمی فعالیت آلکالین فسفاتاز و رسوب یونهای کلسیم میشوند ]6[ اما شکنندگی این ماده کاربرد آن را محدود کرده است. یکی از بهترین روشها برای حل این مشکل ترکیب آن با مواد بسپاری زیستتخریبپذیر مانند کالژن ژالتین کیتوسان و نشاسته بهصورت کامپوزیت است. از اینرو در دهههای اخیر توجه پژوهشگران بر روی نانوذرات معدنی جایگزین شده در بستر پلیمرها جلب شده است ]7 تا 9[. در سالهای اخیر تالش بر توسعه مواد با ویژگیهای زیستی و مکانیکی مناسب برای جایگزینی استخوان طبیعی متمرکز شده است. یکی از این تالشها سنتز کامپوزیتها با رویکرد تقلید زیستی بهعنوان استخوان مصنوعی است. اساس این روش برهمکنش بین بستر آلی و پرکنندههای معدنی است که موجب هستهزایی و رشد بلورهای معدنی یا جهتگیری مناسب اجزای آلی برای رشد منظمتر ساختار سلسله مراتبی استخوان میشود ]10 و 11[. پژوهشهایی با این رویکرد روی سنتز نانوکامپوزیتها با استفاده از روش معدنی کردن درجا 1 با بسپارهای پلی وینیل الکل پلی الکتیک اسید پلی کاپروالکتون کالژن و کیتوسان انجام شده و نانوکامپوزیتهای تهیه شده ویژگیهای برتری از خود نشان دادهاند ]12 تا 15[. زیست بسپارها پلیمرهای قطبی هستند که به دلیل شباهت آنها با بافت موجود زنده زیست سازگار و غیرسمی هستند. یکی از زیستبسپارها با کاربرد پزشکی ژالتین است. ژالتین فرم تغییر شکل یافته کالژن است و کاربرد آن در بافتهای سخت سودمند است. از مزایای این بسپار میتوان به زیستسازگاری زیستتخریبپذیری تکثیر و چسبندگی مناسب به سلولها اشاره کرد. همچنین وجود گروههای عاملی زیستی در ساختار آن پتانسیل الزم برای کاربرد بهعنوان داربست را فراهم کرده است ]16 تا 18[. از میان مواد مطالعه شده برای تقویت کامپوزیتها به نانولولههای کربنی به دلیل استحکام باال و چقرمگی توجه زیادی شده است. همچنین گزارشها حاکی از این است که این مواد قابلیت الزم برای کاربرد بهعنوان زیست مواد برای ترمیم استخوان را دارند. از طرفی نانولولههای عامل دار شده انحاللپذیری زیست سازگاری و برهمکنش سلولی بیشتری دارند و سمی بودن آنها کاهش مییابد. گزارشها در مورد نانولولههای عامل دار شده با گروههای کربوکسیل حداقل سمی بودن سلولی را روی زیست سازگاری تکثیر و تمایز سلولی نشان دادند. این ویژگیها نانولولهها را بهعنوان کاندیدای مناسب در ساخت داربستهای مهندسی بافت کرده است ]19 تا 21[. در این پژوهش با هدف تهیه نانوکامپوزیتی با افزایش قابلیت زیستی در بدن از ژالتین بهعنوان ماده مطرح زیستی مشابه 2 ترکیب استخوان و روش تقلید زیستی بهصورت سنتز درجا استفاده و اثر تغییر غلظت زیست پلیمر بررسی شد. بخش تجربی مواد و روشها برای سنتز نمونهها ژالتین )تهیه شده از پوست گاو( ساخت شرکت سیگما- آلدریچ نانولولههای کربنی چند دیواره کربوکسیله با قطر خارجی )8 تا 10 نانومتر( ساخت شرکت نئوتک و کلسیم نیترات چهار آبه و دی آمونیم هیدروژن فسفات از شرکت مرک تهیه شدند. برای آزمون زیست فعالی نمکهای سدیم کلرید سدیم هیدروژن کربنات پتاسیم کلرید دی پتاسیم هیدروژن فسفات سه آبه منیزیم کلرید شش آبه تریس هیدروکسی متیل آمینومتان و محلول هیدروکلریک اسید از شرکت مرک تهیه شدند. سنتز درجا نانوکامپوزیتها سنتز درجا نانوکامپوزیتها با روش تقلید زیستی 3 انجام شد. 1. In situ mineralization 2. In situ synthesis 3. Biomimetic نشریه پژوهشهای کاربردی در شیمی )JARC( سال دهم شماره 4 زمستان 95 42

3 همکاران و آقابزرگ بر آبه شش کلرید منیزیم آبه سه فسفات هیدروژن پتاسیم دی تریس محلول با و حل شده یونزدایی آب در 1 جدول اساس با برابر ph تا اسید هیدروکلریک و آمینومتان متیل هیدروکسی شد. تثبیت 7 محلول مشخصی مقدار در نمونهها فعالی زیست بررسی برای زمانی دوره پایان از پس و گرفتند قرار شده ذکر زمانهای طی SBF پیش نمونهها شدند. خشک و شستوشو شده یونزدایی آب با معین طیفسنجی بهوسیله شناسایی روشهای با غوطهوری از پس و )PerkinElmer,400 USA دستگاه )با فوریه تبدیل فروسرخ میکروسکوپ )PW 1800 PHilips China دستگاه )با X پرتو پراش تجزیه و )EM 3200 China میکروسکوپ )با روبشی الکترونی دستگاه )با 4 )EDAX)-X پرتو انرژی پراکنش روش با عنصری شدند. بررسی )PHilips, China ]22[. SBF محلول و انسان خون پالسمای در یونها غلظت 1 جدول بحث و نتیجهها یونها SBF محلول 1 / 5 SO₄² - پالسمای خون 1 / 5 1 / 1 27 / / 1 2 / 5 1 / 5 5 / / 1 1 / 1 4 / / 1 2 / 5 1 / 5 5 / / 1 HPO₄² - HCO₃ - Clˉ Ca²+ Mg²+ K+ Na+ 2-S 1-S نمونههای ایکس پرتو پراش الگوی 1-a شکل میدهد. نشان SBF محلول در غوطهوری از پیش را 3-S و )211( )002( شاخص پیک سه میشود مشاهده که همانگونه به توجه با که شدهاند ظاهر 49 تا 26 با برابر 2θ گستره در )213( )JCPDS NO = ) آپاتیت هیدروکسی استاندارد الگوی جداگانه بهطور ژالتین گرم 0 / 48 و 0 / 36 0 / 25 مقادیر نخست شرایط تحت سانتیگراد درجه 50 دمای در آب میلیلیتر 50 در ژالتین متفاوت وزنی درصد با محلولهای تا شدند حل زدن هم در کربنی نانولوله وزنی %4 مخلوطهای همزمان شوند. تشکیل شدند. داده قرار فراصوت حمام در دقیقه ده مدت به و تهیه اتانول به کربنی نانولولههای وزنی %4 حاوی مخلوطهای این سپس یک و شدند افزوده متفاوت وزنی درصد با ژالتین محلولهای 1 / 65 آن از پس شدند. داده قرار فراصوت حمام در نیم و ساعت آمونیم دی نمک گرم 0 / 55 و آبه چهار نیترات کلسیم نمک گرم کربن نانولوله ژالتین- مخلوطهای به ترتیب به فسفات هیدروژن شدند. افزوده سانتیگراد درجه 50 دمای در زدن هم شرایط تحت لح کامل بهطور نمکها بهدستآمده مخلوطهای زدن هم با شد. رسانده 10 / 2 به ph آمونیاک محلول افزودن با سپس شدند. شدند. نگهداری اتاق دمای در ساعت 24 محلولها آن از پس هب ph شده یونزدایی آب با و صاف شده تشکیل رسوبهای درجه 37 دمای در ساعت 12 مدت به رسوبها شد. رسانده 7 تهیه نمونههای شوند. خشک تا شدند داده قرار آون در سانتیگراد با ترتیب به گرم 0 / 48 و 0 / 36 0 / 24 ژالتین مقدار برحسب شده شدند. نامگذاری 3-S و 2-S 1-S فعالی زیست آزمون 1 تنی( )برون آزمایشگاه محیط در نانوکامپوزیتها فعالی زیست رد 2 )SBF( بدن شبیهسازیشده محلول در نمونهها غوطهوری با روز 21 و 14 7 زمانی دورههای برای سانتیگراد درجه 37 دمای توسط محلول این ترکیب بار نخستین شد. انجام ثابت شرایط در خون پالسمای ترکیب به شبیه خیلی که شد پیشنهاد 3 کوکوبو ]22[. است انسان SBF محلول تهیه از شده محاسبه مقادیر نخست SBF محلول تهیه برای کلرید پتاسیم کربنات هیدروژن سدیم کلرید سدیم نمکهای 1. In vitro 2. Simulated body fluid 3. Kokubo 4. Energy dispersive analysis by X-ray (EDAX) 95 زمستان 4 شماره دهم سال )JARC( شیمی در کاربردی پژوهشهای نشریه 43

4 ... آپاتیت هیدروکسی حاوی نانوکامپوزیت شناسایی و تهیه شده مشاهده پیک سه نمونههاست. در ترکیب این وجود بیانگر شده سنتز خالص )HA( آپاتیت هیدروکسی پیکهای از پهنتر در آپاتیت هیدروکسی پایین بلورینگی نشاندهنده که هستند غلظت تغییر با میرسد نظر به است. شده تهیه کامپوزیتهای نشده ایجاد چشمگیری تغییر نمونهها پراش الگوهای در ژالتین بلورینگی نشاندهنده شده ظاهر پهن پیکهای الگوها تمام در و طبیعی استخوان ساختار با که است آپاتیت هیدروکسی ذرات پایین دارد. همخوانی از پس را نمونهها ایکس پرتو پراش الگوهای 1-b شکل سپ نمونهها الگوهای میدهد. نشان SBF محلول در غوطهوری در تغییری میدهد نشان آن از پیش با مقایسه و غوطهوری از کاهش قابلتوجه نکته است. نشده ظاهر کامپوزیتها ساختار رشد به نتیجه این است. آپاتیت هیدروکسی پیکهای عرض دارد. اشاره آنها فعالی زیست و نمونهها روی آپاتیت بلوری ذرات پیش نمونهها در آپاتیت هیدروکسی نانوبلورهای اندازه میانگین به نسبت شرر معادله از استفاده با SBF در غوطهوری از پس و 2 جدول در و محاسبه )213( و )310( )211( )002( صفحات است. شده گزارش مقادیر ژالتین غلظت افزایش با میشود مشاهده که همانطور است. یافته افزایش آپاتیت هیدروکسی بلوری ذرات اندازه میانگین بلوری ذرات اندازه میانگین نیز SBF محلول در غوطهوری از پس این که داشته افزایش محلول این در غوطهوری از پیش به نسبت دارد. اشاره کامپوزیتها بودن فعال زیست به مسأله در غوطهوری از پس و پیش نمونهها بلوری ذرات اندازه میانگین 2 جدول SBF محلول نمونه )nm( بلوری ذرات اندازه میانگین غوطهوری از پیش )SBF( محلول در 13 / 1 S-1 غوطهوری از پس )SBF( محلول در رد )b( غوطهوری از پس و )a( پیش نمونهها x پرتو پراش الگوهای 1 شکل SBF محلول هیدروکسی و ژالتین کربنی نانولولههای FT-IR طیفهای غوطهوری از پیش 3-S و 2-S شدهS-1 سنتز نمونههای و آپاتیت پیکهای است. شده داده نشان 2-a شکل در SBF محلول در و C=O ارتعاشهای به مربوط 1720 cm 1- و 1120 ناحیه است. شده دار عامل کربنی نانولولههای کربوکسیل گروه C-O پیک C-H کششی ارتعاش به مربوط 2922 cm 1- ناحیه پیک )و آمید گروه C=O پیوند کششی ارتعاش به مربوط 1640 cm 1- کششی ارتعاش به مربوط 1520 cm 1- و 1490 ناحیه پیکهای است. ژالتین آمید( گروه N-H پیوند a b 21 / 1 21 / 2 22 / 1 17 / 4 14 / 5 S-2 S-3 95 زمستان 4 شماره دهم سال )JARC( شیمی در کاربردی پژوهشهای نشریه 44

5 همکاران و آقابزرگ نواحی در فسفات گروههای اصلی ارتعاشی شیوههای وجود ناحیه در OH جذبی نوار و 1059 cm -1 و نوار نمونههاست. در آپاتیت فاز تشکیل نشاندهنده 3569 cm 1- آب مولکولهای وجود به 3500 cm 1- تا 3439 گستره در پهن جذبی 1460 cm 1- و 1410 ناحیه پیکهای همچنین میشود. داده نسبت FT-IR طیفهای در است. کربنات گروه کششی ارتعاش به مربوط هیدروکسی جذبی نوارهای 3-S و 2-S 1-S نمونه سه مشاهده شده دار عامل کربنی نانولولههای و ژالتین آپاتیت میشود. محلول در غوطهوری از پس نمونهها FT-IR طیف 2-b شکل است.بامقایسهطیفهانسبتبهپیشازغوطهوری پیکهای SBF همگی آب و کربنات هیدروکسیل فسفات عاملی گروههای 1460 cm 1- و 1410 در پیکها شدت افزایش شدهاند. مشاهده فعالی زیست و آپاتیت کربنات تشکیل کربنات گروه به مربوط میکند. تأیید را کامپوزیتها سنتز نمونههای الکترونی میکروسکوپ تصویرهای 3 شکل میدهد. نشان را SBF محلول در غوطهوری از پیش شده آپاتیت هیدروکسی کروی نانوذرات میشود مشاهده که همانطور کربنی نانولولههای روی بر و ژالتین بستر در یکنواخت بهطور مشخص مرز و جدایی هیچگونه تصویر سه هر در شدهاند. توزیع با میرسد نظر به نمیشود. مشاهده معدنی و آلی فازهای بین هستند یکنواختتر کروی ذرات نانو توزیع ژالتین غلظت افزایش 3-)3-S((. )شکل SBF محلول در )b( غوطهوری از پس و )a( پیش نمونهها FT-IR طیفهای 2 شکل S-1 S-2 S-3 SBF محلول در غوطهوری از پیش 3-S و 2-S نمونههایS-1 الکترونی میکروسکوپ تصویرهای 3 شکل 95 زمستان 4 شماره دهم سال )JARC( شیمی در کاربردی پژوهشهای نشریه 45

6 ... آپاتیت هیدروکسی حاوی نانوکامپوزیت شناسایی و تهیه از پس نمونهها الکترونی میکروسکوپ تصویرهای 4 شکل میشود مشاهده که همانطور است. SBF محلول در غوطهوری افزایش با نمونهها سطح در آپاتیت هیدروکسی ذرات نانو رشد میزان آپاتیت هیدروکسی تشکیل است. یافته افزایش ژالتین غلظت کامپوزیتهایی بنابراین است. مهم بدن در استخوان تولید برای پیشنهاد کنند فراهم آپاتیت هیدروکسی رشد برای خوبی بستر که فعال زیست بر نتیجهها این هستند. استخوان تشکیل برای خوبی دارد. اشاره نمونهها بودن به وابسته زیادی مقدار به آپاتیت هیدروکسی شیمیایی پایداری آپاتیت هیدروکسی که شده ثابت است. فسفر به کلسیم مولی نسبت کلسیم مولی نسبت است. استوکیومتری غیر از پایدارتر استوکیومتری که است 1 / 64 تا 1 / 62 بین زیستی آپاتیت هیدروکسی در فسفر به یکی ]23[. مییابد افزایش نسبت این زمان گذشت با استخوان در و فسفر و کلسیم عنصرهای شناسایی برای روشها متداولترین از نمونه پژوهش این در است. EDAX روش با آنها نسبت تعیین فعالی زیست اثبات برای است. شده انتخاب آزمون این برای 2-S شد. داده قرار SBF محلول در هفته 3 و 2 1 نمونه این هفته 3 از پس و پیش 2-S نمونه EDAX طیفهای 5 شکل رد که همانطور میدهد. نشان را SBF محلول در غوطهوری این در فسفر و کلسیم به مربوط پیکهای میشود مشاهده شکل نسبت 3 جدول در است. نمونه در آنها وجود بر دلیل طیفها تشکیل آپاتیت هیدروکسی در فسفر به کلسیم شده محاسبه مولی فسفر به کلسیم مولی نسبت است. شده آورده کامپوزیت در شده افزایش با موردنظر نمونه در و است 1 / 7 آپاتیت هیدروکسی در مسأله این است. داشته افزایش 2 / 3 به 1 / 7 از غوطهوری زمان در معدنی فاز تشکیل رشد و هستهزایی افزایش به میتوان را داد. نسبت غوطهوری زمان افزایش با نانوکامپوزیت رد )b( غوطهوری از پس و )a( پیش 2-S نمونه EDAX طیفهای 5 شکل SBF محلول S-1 S-2 S-3 SBF محلول در غوطهوری از پس 3-S و 2-S نمونههایS-1 الکترونی میکروسکوپ تصویرهای 4 شکل 95 زمستان 4 شماره دهم سال )JARC( شیمی در کاربردی پژوهشهای نشریه 46

7 آقابزرگ و همکاران جدول 3 نسبت مولی کلسیم/ فسفر در نمونه 2-S پیش و پس از غوطهوری در محلول SBF در زمانهای متفاوت نسبت مولی کلسیم/ فسفر زمان )هفته( / 7 2 / 1 2 / 2 2 / 3 نتیجهگیری سنتز درجا نانوکامپوزیتها را میتوان با روش تقلید زیستی در بستر ژالتین انجام داد. نوارهای جذبی طیفسنجی فروسرخ و الگوهای پراش پرتو X تشکیل فاز معدنی در بستر آلی را تأیید کردند. تصویرهای میکروسکوپ الکترونی و تجزیه عنصری تشکیل و توزیع ذرات نانو هیدروکسی آپاتیت را در بستر زیستبسپار تحت روش سنتز در مکان نشان دادند. همچنین نتیجههای بهدستآمده نشان دادند که ژالتین بستر مناسبی برای رشد و هستهزایی نانوبلورهای هیدروکسی آپاتیت است و افزایش غلظت ژالتین روی ریخت و اندازه ذرات بلوری هیدروکسی آپاتیت تأثیر مطلوبی داشتند. آزمون زیست فعالی نانو کامپوزیتها در محیط آزمایشگاه رشد نانوبلورها را در محلول SBF تأیید کرد. [1] Wang, X.; Nyman, J.S.; Dong, X.; Leng, H.; Reyes, M.; Fundamental Biomechanics in BoneTissue Engineering, Morgan & Claypool, USA, [2] Zhou, H.; Lee, J.; Acta Biomaterialia, 7, , [3] Chen, L.; Jingxiao, H.; Jiabing, R.; Xinyu, S.; Hua, T.; J. plymer composites, 37, 81-90, [4] Anderson, J.M.; Patterson, J.L.; Vines, J.B.; Javed, A.; Gilbert, S.R.; Jun, H.W.; ACS Nano, 5, , [5] Sundaram, J.; Durance, T.D.; Wang, R.; J. Acta Biomaterialia, 4, , [6] Aydin, E.; Planell, J.A.; Hasirci, V.; J. Mater. Sci: Mater. Med, 22, , [7] Yousefi, A.M.; James, P. F.; Akbarzadeh, R.; Subramanian, A.; Flavin, C.; Oudadesse, H.; J. Stem. Cells Internationa, 2016, 1-13, [8] Biswas, A.; Bayer, I.S.; Zhao, H.; Wang, T.; Watanabe, F.; Biris, A.S.; J. Biomacromol- مراجع ecules, 11, , [9] BQ, L.; QL, H.; XZ, Q.; ZP, F.; JC, S.; J. Acta. Polym. Sin, 6, , [10] Katti, K.; and Gujjula, P.; Control of mechanical responses in in-situ polymer/hydroxyapatite composite for bone replacement, Proceedings of the 15th ASCE Engineering Mechanism Conference, Columbia University, New York, [11] Sadjadi, M.S.; Meskinfam, M.; Sadeghi, B.; Jazdarreh, H.; Zare, K.; J. Materials Chemistry and Physics, 124, , [12] Mollazadeh, S.; Javadpour, J.; Khavandi, A. J.; J. Ceramics International, 33, , [13] Rezaei, A.; Mohammadi, M.R.; J. Mater Sci & Eng C, 33, , [14] Venkatesan, J.; Kim, S.K.; J. Mar. Drugs, 8, , [15] Liu, L.; Zhang, L.; Ren, B.; Wang, F.; Zhang Q.; J. Artif Cells Blood Substit Immobil Bio- نشریه پژوهشهای کاربردی در شیمی )JARC( سال دهم شماره 4 زمستان 95 47

8 تهیه و شناسایی نانوکامپوزیت حاوی هیدروکسی آپاتیت... technol, 31, , [16] Aroguz, A.Z.; Baysal, K.; Adiguzel, Z.; Baysal, B.M.; J. Appl Biochem. Biotechnol, 173, , [17] Patel, Z.S.; Yamamoto, M.; Ueda, H.; Tabata, Y; Mikos, A.G.; J. Acta Biomater, 4, , [18] W. Xia, W. Liu, L. Cui, Y. Liu, W. Zhong, D. Liu, J.Wu, K. Chua, Y. Cao.; J. Biomed Mater Res B Appl Bio Mater, 71, , [19] Salam, M.A.; Makki, MS. I; Abdelaal, MY A.; J. Alloys & Compounds 509, , [20] Chen, L.; Jingxiao, H.; Xinyu, S.; Hua, T.; J. Mater Sci: Mater Med 24: , [21] Vardharajula, S.; Ali, S.Z.; Tiwari, P.M.; Eroclu, E.; Vig, K.; Dennis, V.A.; Singh, S.R.; J. Nanomedicine 7, , [22] Kokubo, T.; Kushitani, H.; Sakka, S.; Kitsugi, T.; Yamamuro, T.; J. Biomed Mater Res, 24, , [23] Brown, B.W.; Brown, P.W.; Constantz, B.; Hydroxyapatite and Related Materials, CRC Press, نشریه پژوهشهای کاربردی در شیمی )JARC( سال دهم شماره 4 زمستان 95 48

9 JARC Preparation and characterization of nanocomposite containing hydroxyapatite via biomimetic method in order to use in bone tissue engineering M. Aslani 1, M. Meskinfam 2, H.R. Aghabozorg 3, *, H. Passdar 4 and F. Motiee 5 1. PhD of Inorganic Chemistry, Department of Chemistry, Faculty of Chemistry, North Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran 2. Assistant Prof. of Inorganic Chemistry, Department of Chemistry, Faculty of Chemistry, Lahijan Branch, Islamic Azad University, Lahijan, Iran 3. Prof. of Inorganic Chemistry, Research Institute of Petroleum Industry, Tehran, Iran 4. Associate Prof. of Inorganic Chemistry, Department of Chemistry, Faculty of Chemistry, North Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran 5. Assistant Prof. of Applied Chemistry, Department of Chemistry, Faculty of Chemistry, North Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran Recieved: August 2016, Revised: September 2016, Accepted: September 2016 Abstract: In recent years, researchers have used biomaterials for synthesis of composites in order to improve tissue engineering and repair of damaged tissues. In this study, synthesis and characterization of gelatin-carbon nanotube-hydroxyapatite nanocomposite with in situ synthesis method were carried out and the effect of biopolymer concentration was evaluated. Nanocomposites were characterized using infrared spectroscopy (FT-IR), energy dispersive of X- ray (EDAX), X- ray diffraction (XRD), and scanning electron microscopy (SEM) methods. Also, in vitro bioactivity took place by immersion in SBF solution. Based on the results, formation and distribution of nano hydroxyapatite particles as a mineral phase in biopolymer matrix was confirmed. Bioactivity study showed that the gelatin was a suitable matrix for nucleation and growth of the hydroxyapatite nanocrystals, and increasing the concentration of gelatin had an optimum effect on morphology and distribution of nanoparticles. Keywords: Bone tissue engineering, Bionanocomposite, Biomimetic, Hydroxyapatite *Corresponding author aghabozorghr@ripi.ir Journal of Applied Research in Chemistry 113