پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیر‌کبیر موفق به سنتز نانوبلورهای هیدروکسی‌ آپاتیت غیراستوکیومتری با جانشینی سیلیسیم به منظور بهبود بیواکتیویته (زیست‌فعالی) شدند که علاوه برآنکه مدت زمان ترمیم استخوان را کاهش می‌دهد می تواند جایگزین مناسبی برای بافت‌های سخت اعم از دندان و استخوان باشد.
مهندس عالیه امینیان- مجری این طرح – با اعلام این مطلب در گفت‌وگو با خبرنگار «پایان نامه» خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا) خاطرنشان کرد: استخوان از دو بخش آلی و معدنی تشکیل شده که عمده بخش معدنی آن یک کانی‌ موسوم به نام هیدروکسی‌آپاتیت می‌باشد. هیدروکسی‌ آپاتیت به شکل مصنوعی مدت‌هاست که سنتز می‌شود و به صورت‌های مختلف کاربرد دارد، اما اخیرا محققان به این نتیجه رسیده‌اند که هیدروکسی آپاتیت بیولوژیک که توسط بدن ساخته می شود با آنچه که به صورت مصنوعی به وجود می‌آید، ‌کمی متفاوت است.
وی خاطر نشان کرد: این تفاوت از آن جهت است که یک سری عناصر دیگر غیر از عناصر اصلی سازنده هیدروکسی ‌آپاتیت استوکیومتری که تا به حال سنتز می‌شد در آپاتیت بیولوژیک با درصد های بسیار کم وجود دارد که این عناصر علی رغم دارا بودن درصد کم،‌ نقش مهمی را در پروسه استخوان‌سازی ایفا می‌کنند.
امینیان با اشاره به این ‌که یکی از این عناصر سیلیسیم است،‌ تصریح کرد: سیلیسیم به میزان حدود یک درصد در استخوان معمولی – یعنی هیدروکسی ‌آپاتیت بیولوژیک - وجود دارد، بنابراین در این طرح ضمن سنتز هیدروکسی‌ آپاتیت در شرایط آزمایشگاه، سیلیسیم با درصدهای مختلف در ساختار آپاتیت جایگزین شده است، اما همان یک درصد یا 8/0 درصد بهترین نتیجه را از نظر رفتار زیست‌فعالی می‌دهد؛ بنابراین طی این فرآیند با اینکه این میزان بسیار کم است ولی خواص بیولوژیکی پودر را تغییر واضحی داده و مدت زمان ترمیم استخوان آسیب‌دیده را به شدت کاهش می‌دهد.
دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر با بیان آنکه با اعمال این روش، استحکام بافت جایگزین استخوان نیز تا حدی افزایش می‌یابد، اظهار کرد: در نتیجه تمام این عوامل باعث می‌شود که این درصد کم، ما را به نتایج مطلوبی برساند. در واقع هر چه سعی کنیم به ساختار واقعی هیدروکسی ‌آپاتیت بیولوژیک برسیم، ترمیم بافت سخت سریع‌تر و در زمان کوتاه‌تری اتفاق خواهد افتاد؛ لذا با تلاش برای دست‌یابی به شباهت هر چه بیش‌تر به ساختار هیدروکسی‌آپاتیت بیولوژیکی، در نهایت می‌توان انتظار داشت که در آینده روزی بتوان استخوان مصنوعی تولید کرد.
وی در ادامه توضیح داد: ایمپلنت‌های موجود در بازار امروزه عمدتاَ از هیدروکسی‌ آپاتیت استوکیومتری یعنی هیدروکسی ‌آپاتیت بدون حضور هیچ عنصر دیگری -غیر از عناصر اصلی سازنده آپاتیت- در ساختار آن است به جز معدودی از کشورهای صنعتی که آپاتیت‌های غیراستوکیومتری تولید می‌کنند. در این پروژه عنصر سیلیسیم که در هیدروکسی‌آپاتیت موجود در بدن وجود دارد، نیز در ساختار هیدروکسی‌آپاتیت سنتز شده، جایگزین شده است و سعی شده تا یک مرحله به ساختار واقعی آپاتیت بیولوژیک نزدیک شد.
امینیان در گفت‌و‌گو با ایسنا خاطرنشان کرد: در حال حاضر سعی می‌شود که اغلب موادی که در بدن به کار می رود در ابعاد نانو باشد، تا با بافت بدن هماهنگی داشته باشد. به عنوان مثال زمانی که هیدروکسی‌آپاتیت بیولوژیک را از نظر اندازه بلورها بررسی کنیم مشاهده می‌شود که بلورهای آن در ابعاد نانو است.
وی تصریح کرد: هیدروکسی ‌آپاتیتی که قبلاَ سنتز می‌شد معمولا در ابعاد نانو نبود، ولی به دلیل آنکه می خواهیم به شباهت یعنی در واقع نوعی شبیه‌سازی با هیدروکسی ‌آپاتیت بیولوژیک موجود در استخوان را داشته باشیم، بنابراین سنتز به نحوی انتخاب شد که ابعادی را در اندازه نانو در نظر بگیریم.
امینیان درباره روش استفاده برای انجام این طرح خاطر نشان کرد: روش به کار گرفته شده برای سنتز، روش هیدروترمال است که این روش موجب می شود ذرات، رشدشان محدود شده و در مقابل خالص‌تر و با بلورینگی بیشتر بدست بیاید، ‌بنابراین ابعادی که هم در اختیار داریم شبیه ابعاد داخل بدن است.
این دانش‌اموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر با بیان این که با این روش نانوبلورهایی در ابعاد 30 تا 70 نانومتر به دست آمده است، ادامه داد: برای اینکه پروسه در ابعاد انسانی مورد بررسی قرار گیرد، باید ابتدا کشت سلولی انجام و سپس در ابعاد حیوانی و بعد انسانی بررسی شود که بخش اول یعنی کشت سلولی در مرکز تحقیقات سلولی و مولکولی دانشگاه علوم پزشکی ایران تحت نظر دکتر صمدی کوچکسرایی انجام شده و نتایج آن نیز بدست آمده است، اما در حال حاضر به دنبال سازمانی به منظور حمایت مالی برای ادامه دادن این تحقیق هست