تولید نانوکامپوزیت ضدباکتری با مصارف پزشکی و دندانپزشکی در ایران

وی افزود: تجمع میکروارگانیسم‌ها روی این مواد، همواره یکی از مشکلات قابل پیش بینی در استفاده از این مواد بویژه در ارتودنسی بوده است. هدف از انجام این طرح، وارد کردن نانوذرات نقره در کامپوزیت‌های هیدروکسی آپاتیت و ایجاد خاصیت ضدمیکروبی در آن با استفاده از یک روش ساده و مؤثر است.

اخوان تصریح کرد: در ساخت این نانوکامپوزیت از روش پرتودهی گاما استفاده می‌شود. سهولت، عدم پیچیدگی و تمیز بودن سازوکار فرایند از مزایای این روش در مقایسه با سایر روش‌های شیمیایی و فیزیکی در ساخت نانوذرات به شمار می‌رود. از دیگر برتری‌های این روش، می‌توان به امکان تولید ذرات نانوساختار با شکل یکنواخت، خلوص بالا و توزیع باریک اندازه، تولید عناصر خالص فلزی بدون تشکیل محصول جانبی و انجام واکنش در محیط آبی بدون استفاده از مواد احیاکننده سمی اشاره کرد.

استادیار شیمی آلی پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، درباره استفاده از نانوذرات نقره گفت: مطالعات اخیر نشان داده است که استفاده از نانوذرات نقره در کامپوزیت‌های دندانی، نسبت به سایر مواد ضدباکتری از سمیت کم‌تر و خاصیت ضدمیکروبی بیشتری برخوردارند. این ماده همچنین قادر است خاصیت ضدباکتری خود را نسبت به مواد دیگر برای مدت طولانی‌تری در کامپوزیت دندانی القا کند.

به گفته اخوان، نحوه رهایش یون نقره در حالت نانو، با مشتقات یونی نقره متفاوت است. نانوذرات نقره به شکل مخزنی از یون‌های نقره عمل می‌کنند که با قرار گرفتن این مواد در حضور آب و اکسیژن محلول در آن، یون نقره به تدریج آزاد می‌شود. این امر موجب می‌شود یون نقره به صورت کنترل شده و در مدت زمان بیشتری آزاد شود و خاصیت ضد میکروبی برای مدت زمان طولانی‌تری حفظ شود. در حالی که در ترکیبات حاوی مشتقات نقره، معمولا رهایش یون نقره در ابتدا با سرعت انجام می‌شود و پس از مدت کوتاه‌تری نسبت به ساختار نانو، رهایش یون نقره در آن‌ها کاهش می‌یابد.

محقق طرح خاطرنشان کرد: برای ساخت این محصول در ابتدا تلاش شد با مخلوط کردن هیدروکسی آپاتیت و محلول نیترات نقره، یون نقره وارد ساختار هیدروکسی آپاتیت شود. سپس، کامپوزیت نقره/ هیدروکسی آپاتیت تهیه شده تحت تابش پرتو گاما قرار گرفت. پس از تابش‌دهی و انجام مراحل خالص‌سازی، نانوکامپوزیت نقره/هیدروکسی آپاتیت تهیه شد. شناسایی ساختار نمونه‌ها از طریق آنالیزهای TEM، XRD و FTIR انجام شد. همچنین خاصیت ضدمیکروبی نانوکامپوزیت با استفاده از آزمون‌های میکروبی انجام گرفت.

اخوان گفت: بر اساس نتایج حاصل شده، نانوذرات نقره با ساختار کریستالی مکعبی و میانگین اندازه ذرات کمتر از 50 نانومتر در ساختار هیدروکسی آپاتیت و بدون آن‌که در ساختار شیمیایی هیدروکسی آپاتیت تغییر قابل‌ ملاحظه ای رخ دهد، تشکیل شده است. مقدار نانوذرات تشکیل شده با افزایش غلظت نقره و مقدار تابش‌دهی نسبت مستقیم دارد. همچنین آزمون تعیین خاصیت ضدمیکروبی نشان داده است که نانوکامپوزیت‌های تهیه شده، در برابر باکتری گرم منفی E. coli خاصیت ضد میکروبی بهتری در مقایسه با باکتری گرم مثبت S.aureus، نشان می‌دهند.

وی ادامه داد: در میان نمونه‌ها، نانوکامپوزیتی که با بیشترین غلظت نقره و زمان تابش‌دهی بیشتر تهیه شده است، در برابر باکتری E. coli خاصیت ضد میکروبی بالاتری دارد. آزمون تعیین مقدار یون نقره آزاد شده از نمونه‌ها (ICP) و نمودار رهایش نقره بر حسب زمان حاکی از آن است که خاصیت ضد میکروبی نانوکامپوزیت‌های تهیه شده، علاوه بر زمان تماس نمونه‌ها با باکتری، به آزاد شدن یون نقره از کامپوزیت نیز بستگی دارد. این ویژگی موجب می‌شود خاصیت ضد میکروبی کامپوزیت‌ها در زمان‌های نسبتا طولانی حفظ شود.

نتایج این تحقیقات که حاصل همکاری دکتر اعظم اخوان، دکتر نسرین شیخ، عضو هیات علمی پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای و سایر همکارانشان است، در Radiation Physics and Chemistry منتشر شده است.