چاپ

اولين بخش ابزارهاي پزشکي که با اجزاي بدن در ارتباط قرار مي‌گيرد، سطح آنها است و پاسخ مناسب بدن و سازگاري با اين تجهيزات به ويژگي‌هاي سطح ماده بستگي دارد.

متأسفانه اکثر مواد فلزي آلومينيومي فاقد زيست‌سازگاري لازم در سطح جهت استفاده در حوزه‌هاي زيست‌پزشکي و دندانپزشکي هستند. اين عدم زيست‌سازگاري منجر به ايجاد عوارضي نظير جذب پروتئين در سطح ماده و تشکيل بيوفيلم مي‌شود. همچنين استفاده از سطح فلز آلومينيوم در صنعت نيز با مشکلاتي نظير چسبندگي رسوبات به بدنه تجهيزات آلومينيومي، خوردگي شيميايي و بيولوژيکي اين سطوح فلزي و در نهايت آلودگي و طول عمر کوتاه آنها است.

به منظور رفع اين مشکلات محققان دانشگاه اصفهان سطوح آلومينيوم زيست سازگار با قابليت مقاومت در برابر خوردگي را در فاز آزمايشگاهي توليد کردند.

پريسا معظم از محققان اين طرح، يکي از راهکارهاي مؤثر به ‌منظور جلوگيري و يا تأخير در تشکيل بيوفيلم را در سطح و همچنين ممانعت از خوردگي شيميايي سطوح فلزي آلومينيومي، روش اصلاح و مهندسي سطح دانست.

وي ادامه داد: بر اين اساس در اين پژوهش با استفاده از يک فرآيند دو مرحله‌اي شامل آماده‌سازي و پوشش‌دهي و اصلاح ساختار و شيمي سطح به خاصيت ابر آب‌ گريزي در سطح فلز آلومينيوم دست‌ يافتيم.

معظم خاطرنشان کرد: نتايج اين تحقيق نشان ‌مي‌دهد ابر آب ‌گريز کردن سطوح آلومينيومي مي‌تواند ضعف‌هاي بيولوژيکي، فيزيکي و شيميايي آلومينيوم را که استفاده از اين فلز را در حوزه‌ پزشکي و سلامت محدود کرده است، برطرف کند.

اين محقق اظهار کرد: سطوح آلومينيوم اصلاح‌ شده‌ ابر آب‌ گريز جذب پروتئين و باکتري را به ميزان قابل‌ توجهي کاهش داده که از طريق آزمون‌هاي ميکروبي و جذب پروتئين اثبات شده است. از طرفي نتايج آزمون‌هاي سلولي نشان مي‌دهد که پوشش سطوح فلزي ساخته شده اثرات سمي بر سلول‌ها ندارد و اين پوشش زيست سازگار است.

معظم با بيان اينکه علاوه بر نتايج بالا اين سطوح اصلاح شده مقاومت بسيار بالايي در برابر خوردگي از خود نشان مي‌دهد، ادامه داد: اين نتايج سبب مي‌شود عمر مفيد استفاده از سطح آلومينيومي به کار رفته در دستگاه يا تجهيزات پزشکي و آزمايشگاهي افزايش يابد. لذا بهبود خواص سطح باعث کاهش هزينه‌هاي جانبي شده و اثرات مخرب زيست‌محيطي مانند خوردگي و فساد فلز آلومينيوم مورد استفاده را نيز کاهش مي‌دهد.

وي به بيان نحوه ايجاد اين خاصيت در سطح نمونه‌ها پرداخت و يادآور شد: در روش ابر آب‌ گريز کردن سطوح ابتدا ساختارهاي چندگانه با زبري‌هايي در ابعاد ميکرو- نانو روي سطح ايجاد مي‌شود. همچنين غوطه‌ور کردن سطح در محلول پليمر آب‌ گريز پرفلوئورودودسيل تري کلروسيلان (FTCS) با حلال اتانول خالص منجر به کاهش انرژي آزاد سطح مي‌شود.

به گفته اين محقق دانشگاه اصفهان اين محلول نيز به ‌منظور ارتقاي زيست‌ سازگاري و بهبود خواص شيميايي و بيولوژيکي سطح مورد استفاده قرار گرفته است.

وي در ادامه تأکيد کرد: بايد دقت داشت که مولکول‌هاي پروتئين و سلول‌هاي باکتريايي اندازه‌ نانويي مشخص دارند که با اندازه حفرات و زبري‌هاي نانومتري ايجاد شده در سطح رابطه‌ مهمي دارند. ما در اين کار با اندازه‌گيري و آزمايش دقيق به اندازه مناسب حفرات دست يافتيم تا علاوه بر ايجاد خاصيت ابرآب‌گريزي، چسبندگي زيستي سطح را نيز به ميزان قابل ‌توجهي کاهش دهيم که اين امر تحول مهمي در حوزه کاربردهاي پزشکي و صنعتي به حساب مي‌آيد.

به گفته‌ معظم در طول اين تحقيقات خواص فيزيکي و شيميايي سطح اصلاح شده با روش‌هاي مختلفي همچون ميکروسکوپ الکتروني روبشي(SEM)، ميکروسکوپ نيروي اتمي (AFM)، طيف‌سنجي پراش پرتو ايکس (EDX)، طيف‌سنجي فتوالکترون پرتوايکس (XPS)، طيف‌سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR)، زاويه تماس (contact angle goniometry) و انرژي سطح (SFE) مشخصه‌يابي شده است. همچنين زيست‌سازگاري سطوح اصلاح شده با آزمون تعيين سميت (MTT) با رده سلول سرطاني دهانه رحم (HeLa) و جذب پروتئين (سرم آلبومين گاوي BSA) با آزمون بردفورد و لاري مورد بررسي قرار گرفته است.

معظم اضافه کرد: تشکيل بيوفيلم در سطح با روش ميکروتيتر و دستگاه فلوسايتومتري با سه دسته مهم و اصلي باکتري‌ها از جمله سودوموناس آئروژينوزا، استافيلوکوک اپيدرميديس و استافيلوکوکوس اورئوس بررسي شده است. پس از آن خاصيت مقاومت در برابر خوردگي سطح با روش پتانسيواستات تعيين شده است.

به گفته وي سطح آلومينيومي توليد شده گزينه‌هاي مناسبي براي کاربرد در حوزه‌ پزشکي و سلامت نظير ساخت سطوح سمعک، تجهيزات پزشکي و آزمايشگاهي با بدنه‌ آلومينيومي است. همچنين، در صنايعي که از آلومينيوم به‌عنوان سطح تجهيزات و دستگاه‌ها استفاده مي‌شود نيز قابل استفاده خواهد بود.

بر اساس اعلام ستاد نانو، اين طرح از سوي پريسا معظم کارشناس ارشد مهندسي علوم و فناوري نانو از دانشگاه اصفهان و دکتر امير رزمجو عضو هيأت علمي دانشگاه اصفهان اجرايي و نتايج آن در مجله Biomedical Materials Research Part A با ضريب تأثير 2.308 منتشر شد.