Ανάπτυξη τρισδιάστατων ικριωμάτων βιομορίων-υδροξυαπατίτη - Νίκολιτς, Ηλίας (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών, 2016)
Τα τελευταία χρόνια πραγματοποιούνται εκτεταμένες ερευνητικές προσπάθειες, γύρω από τον κλάδο της Αναγεννησιακής Ιατρικής, με σκοπό τη παραγωγή βιοσυμβατών και βιοαποικοδομήσιμων μοσχευμάτων που θα αντικαταστήσουν τα μόνιμα μοσχεύματα και θα προκαλούν και θα ενισχύουν την φυσική διαδικασία ανάπλασης και αναδόμησης τραυματισμένων ή κατεστραμμένων ιστών. Η παρασκευή σύνθετων ικριωμάτων με βάση τον υδροξυαπατίτη έχει δώσει πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα για τη δημιουργία βιοσυμβατών οστικών εμφυτευμάτων, με αυξημένη οστεοεπαγωγικότητα και δομή παρόμοια με αυτή των φυσικών οστικών ιστών. Για τον λόγο αυτό, στην παρούσα εργασία πραγματοποιείται προσπάθεια σύνθεσης και ανάπτυξης οστικών ικριωμάτων με υδροξυαπατίτη σε μήτρα των βιοσυμβατών πολυ μερών χιτοζάνη και Poly(ethyleneoxide) για ενίσχυση των μηχανικών ιδιοτήτων και της βιοσυμβατής και βιοαποικοδομήσιμης συμπεριφοράς τους. Ο υδροξυαπατίτης προκύπτει μέσω βιομιμητικής διαδικασίας καταβύθισης πρόδρομων αντιδραστηρίων παρουσία L-αργινίνης. Στην προσπάθεια περαιτέρω ενίσχυσης των μηχανικών ιδιοτήτων των ικριωμάτων έγινε διασπορά ξηρής σκόνης νανοσωλήνων άνθρακα. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκαν οι τρόποι ανάμιξης και ενσωμάτωσης των νανοσωλήνων στο υλικό των ικριωμάτων, καθώς και η βέλτιστες παράμετροι αναλογίας, προετοιμασίας και εισαγωγής του πολυμερούς Poly(ethylene oxide) σε αιώρημα υδροξυαπατίτη-χιτοζάνης ή σε σκόνη υδροξυαπατίτη -χιτοζάνης, για την παρασκευή υλικού από το οποίο, με την διεργασία της λυοφιλίωσης, θα προκύψουν τα τελικά ικριώματα. Τα δείγματα εξετάστηκαν με φασματοσκοπικές (FT-IR) και κρυσταλλογραφικές (XRD) μεθόδους ανάλυσης για τον έλεγχο παρουσίας της φάσης του υδροξυαπατίτη στο υλικό, όμοια με αυτή που απαντάται στο φυσικό οστό, καθώς και τη διατήρηση των υπολοίπων ενώσεων του υλικού στη φάση που εισήχθησαν, χωρίς να παρουσιάσουν κάποια μεταβολή κατά τη συνολική διαδικασία σύνθεσης των ικριωμάτων. Τέλος, τα τελικά ικριώματα παρατηρήθηκαν στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης για τη μελέτη της μικροδομής και του πορώδους τους σε σχέση με αυτό που παρατηρείται σε ένα φυσικό οστό. Η μελέτη και ανάλυση των τελικών ικριωμάτων κατέδειξαν ότι η βέλτιστη περιεκτικότητα νανοσωλήνων που πρέπει να προστεθούν είναι 1% κ.β. επί των τελικών ικριωμάτων και ότι η μέθοδος ανάμιξης ξηρής σκόνης υδροξυαπατίτη-χιτοζάνης με διάλυ μα Poly(ethylene oxide) με συγκέντρωση οξικού οξέος από 0,5 Μ και άνω, επιφέρει τις βέλτιστες μέχρι στιγμής «Ανάπτυξη τρισδιάστατων ικριωμάτων βιομορίων-υδροξυαπατίτη» 4 μηχανικές ιδιότητες στα ικριώματα, όσον αφορά τη συνοχή και τη σκληρότητα του υλικού, με την παρουσία ικανοποιητικού μικροπορώδους δικτύου και εξαιρετική αντοχή σε υδατικό περιβάλλον.