در این مطالعه، به منظور بهبود خواص فیزیکی-شیمیایی و کاربرد زیستی هیدروژل کیتوزان، از نانوکامپوزیت ZnO@HAP پوشش یافته با ترکیبات فنولی (Ph.ZnO@HAP) استفاده شد. نخست، ترکیبات فنولی از غلاف سبز گردو استخراج شده، سپس سنتز نانوکامپوزیت Ph.ZnO@HAP با کمک عصاره فنولی، با استفاده از روش هیدروترمال انجام شد. همچنین هیدروژل کیتوزان با استفاده از NaHCO_۳ در دمای ۳۷ درجه سانتی­گراد تهیه شد. هیدروژل­های هیبریدی مبتنی بر کیتوزان و نانوکامپوزیت Ph.ZnO@HAP به روش مشابه تهیه شده و با استفاده از آنالیز طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) مشخصه­یابی شدند. خواص آنتی­اکسیدانی، سمیت سلولی و قدرت القاء تمایز استخوانی هیدروژل­های هیبریدی به ترتیب با استفاده از آزمون­های DPPH، MTT و سنجش آنزیم آلکالین فسفاتاز سنجیده شد. بر اساس نتایج طیف­های FTIR، تصاویر FESEM، طیف­سنجی انرژی پرتوایکس (EDX) و پتانسیل زتا، نانوکامپوزیت­های Ph.ZnO@HAP دارای مورفولوژی میله­ای با پوششی از ترکیبات فنولی بر سطح و بار سطحی منفی می­باشند. علاوه براین، نتایج آزمون DPPH نشان داد که خواص آنتی­اکسیدانی نانوکامپوزیت در یک روند وابسته به غلظت افزایش می­یابد. در تصاویر FESEM از هیدروژل­های هیبریدی کیتوزان با غلظت­های مختلف Ph.ZnO@HAP مشاهده شد که هیدروژل­های هیبریدی دارای ساختار شبکه­ای منظم­تری نسبت به هیدروژل کیتوزان می­باشند. همچنین هیدروژل­های هیبریدی دارای خاصیت آنتی اکسیدانی بوده و با افزایش غلظت نانوکامپوزیت در ساختار هیدروژل، خاصیت آنتی­اکسیدانی افزایش می­یابد. مطالعات زیستی نشان داد که سمیت سلولی هیدروژل­های هیبریدی بر سلول­های شبه-استئوبلاست (Saos-۲) کمتر از هیدروژل کیتوزان می­باشد و پتانسیل بالاتری در القاء استئوژنز (استخوان­سازی) نسبت به هیدروژل کیتوزان خالص دارند.
 

موضوع تحقیق: استفاده از نانوذرات هیدروکسی ­آپاتیت (HAp) در پلیمرهای سنتی به­ عنوان فاز تقویت­ کننده گزارش شده است. در حالیکه تعداد گزارشات در رابطه با تاثیر مورفولوژی HAp بر روی خواص مکانیکی ماتریس پلیمری محدود است، تاکنون تحقیقی در رابطه با این اثر بر روی پلیمرهای ابرمولکولی ارائه نشده است. این مطالعه این فرضیه را بررسی می­ کند که واردسازی نانوذرات HAp رشد یافته از یک جهت (نانوذرات میله­ ای، rHAp) به درون پلی­ کاپرولاکتون ابرمولکولی (SPCL) منجر به سنتز یک ساختمان جدید زیست فعال می­شود.
روش تحقیق: برای این منظور، ابتدا نانوذرات rHAp با روش میکروامولسیون سنتز شدند و سپس با گروه­ های ۲-یوریدو-۴-]۱-هیدروژن[پیریمیدینون (UPy) عامل­ دار شدند. همچنین عامل­ دار کردن PCL و تبدیل آن به ساختارهای ابرمولکولی با واکنش دادن گروه­ های انتهایی هیدروکسیل با گروه ­های UPy انجام گرفت. در نهایت با روش ریخته ­گری محلول نانوکامپوزیت­ های SPCL/rHAp سنتز شدند و ساختار و خواص آنها با طیف­سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه بازتاب کلی تضعیف شده (ATR-FTIR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، دستگاه آزمون عمومی و مایع شبیه ­سازی شده بدن (SBF) مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج اصلی: بر اساس نتایج به­ دست آمده میکروامولسیون یک روش کارآمد برای سنتز نانوذرات میله ­ای با خلوص فازی زیاد است. از طرف دیگر بر اساس نتایج عامل ­دار کردن این نانوذرات با UPy امکان­پذیر است. تست کشش نشان داد که با واردسازی این نانوذرات اصلاح شده به SPCL یک افزایش معنی ­دار هم در مدول الاستیک و هم در استحکام کششی مشاهده می­شود. در واقع در حالی که PCL اولیه یک جامد مومی شکل بود، اصلاح با UPy و سپس واردسازی نانوذرات اصلاح شده، آن را به یک ماده الاستیک تبدیل می­کند. در نهایت، نتایج به­ دست آمده فعالیت زیاد زیستی نانوکامپوزیت­ های ابرمولکولی را در مقایسه با نمونه فاقد پرکننده نشان داد. بنابراین نانوکامپوزیت­ های ابرمولکولی SPCL/rHAp با خواص زیست فعالی و ماهیت پویا می­توانـند به­ عنوان جایگزینی مناسب برای ضایعه ­های بافت استخوانی مورد استفاده قرار گیرند.