Effects of gamma radiation as terminal sterilization on properties bone and skin allograft
بررسی اثرات اشعه گاما بهعنوان روش استریلسازی نهایی بر ویژگیهای مکانیکی و ترکیب آلی آلوگرافتهای استخوان و پوست
Effects of gamma radiation as terminal sterilization on mechanical properties and organic composition of bone and skin allograft
Sara Tabatabaee, Mahsa Delyanee, Reza Samanipour, Adel Marzban, Amirhossein Tavakoli & Akram alizadeh
Journal of Materials Research
DOI:10.1557/s43578-025-01584-w
چکیده
با توجه به افزایش نیاز به آلوگرافتهای بافتی (پیوند استخوان و پوست) در ترمیم سیستم اسکلتی–عضلانی، انتخاب روشهای استریلسازی مؤثر که در عین حال استحکام مکانیکی بافت را حفظ کنند، اهمیت زیادی دارد. این پژوهش اثر تابش گاما با دوز ۲۵ کیلوگری (kGy) را بر ویژگیهای مکانیکی و ترکیب آلی آلوگرافتهای استخوان و پوست فریز-خشک بررسی کرده است.
نتایج نشان داد که پس از تابش، کاهش قابل توجهی در مدول یانگ (بهطور میانگین ۶۲٪ در استخوان و ۴۶/۵٪ در پوست) و در استرس نهایی (۲۳٪ در استخوان و ۳۱/۲٪ در پوست) رخ داده است که این تغییرات به تخریب شبکه کلاژن نسبت داده میشوند. همچنین، مقدار هیدروکسیپرولین (بهعنوان شاخص محتوای کلاژن) در استخوان بین ۰/۲۲ تا ۱/۱۵ میکروگرم بر میلیگرم و در پوست بین ۰/۸۹ تا ۱/۲۰ میکروگرم کاهش یافت که تأییدی بر تخریب کلاژن است.
آنالیز FTIR تغییراتی در پیکهای آمیدی و فسفاتی را نشان داد و تصاویر SEM افزایش تخلخل و شکستگی در ساختار بافت را آشکار کردند. این یافتهها نشان میدهند که باید تعادلی حیاتی میان کارایی استریلسازی و پایداری بیومکانیکی در نظر گرفته شود و بهینهسازی شرایط تابش گاما میتواند برای استفاده ایمنتر در بانکهای بافت مفید باشد.
Abstract
The increasing demand for allograft tissues in musculoskeletal repair necessitates effective sterilization methods that preserve mechanical integrity. This study investigates the effects of gamma irradiation (25 kGy) on the mechanical properties and organic composition of freeze-dried bone and skin allografts. Results showed a significant decline on average in Young’s modulus (62.0 ± 0.80% for bone and 46.5 ± 0.7% for skin) and ultimate stress (23.0 ± 0.4% for bone and 31.2 ± 0.4% for skin), attributed to collagen network disruption. Hydroxyproline content decreased by 0.22–1.15 μg/mg in bone and 0.89– 1.20 μg/mg in skin, confirming collagen degradation. FTIR analysis revealed alterations in amide and phosphate peaks, while SEM images indicated increased porosity and structural fragmentation. These findings highlight a critical balance between sterilization efficacy and biomechanical stability, offering insights for optimizing gamma irradiation parameters in tissue banking.
مطالب مرتبط
مشاوره رایگان
به مشاوره نیاز دارید؟
کادر حرفه ای و تخصصی شرکت فرآورده بافت ایرانیان آماده راهنمایی شما عزیزان می باشند
