Skip to main content
SUPERVISOR
Sheyda Labbaf,Fatallah Karimzadeh
شيدا لباف (استاد راهنما) فتح اله کريم زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Simin Ebrahimi
سيمين ابراهيمي چم کاکائي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Development of hydroxyapatite nanostructured mesoporous coatings containing drug on Ti6Al4V alloy in the presence of the middle layer of titanium nanotubes and investigation of its surface properties
Today, among metal-based implants, titanium alloy is considered as a suitable option; However, due to factors such as the release of vanadium ions in the body's biological environment, low wear resistance and poor biological properties, bioceramic coatings have been suggested. This research was carried out in two general parts, synthesis of hydroxyapatite particles and coating of prepared particles on Ti6Al4V implant. In the first stage of the research, mesoporous nanostructured hydroxyapatite particles were synthesized by deposition method and characterized by XRD, EDS, FESEM, BET, TEM and FTIR tests. The results showed that elliptical hydroxyapatite particles with a size distribution of 426 nm, consist of self-aggregation of layered nanosheets and with an average porosity size of 14 nm are in the group of mesoporous particles. These particles were then used as carriers in the release of gentamicin in phosphate buffer solution ( with pH = 4.7 and temperature of 37 ° C) and drug release test showed that hydroxyapatite nanoparticles of the prepared mesoporous structure could be To be used as a carrier in controlled drug delivery systems. In the second stage of the research, in order to create better adhesion of the coating, the middle layer of titania was first successfully created by anodic oxidation on Ti6Al4V substrate. Continuation of capacaragnan-hydroxyapatite composite coating with different percentages of 5, 15, 25 and 50% (weight-volume percentage) using sol-gel process and immersion layer on Ti6Al4V alloy substrate in the presence and without the presence of the middle layer Titanium oxide nanotubes were created. Improvement of adhesion to the substrate in the presence of the middle layer was demonstrated by the adhesion test and CaK-25% Hap coating with the middle layer of titania with adhesive strength of 7.42 ± 0.44 MPa recorded the highest adhesion. key words Hydroxyapatite, Mesoporous, Gentamicin, Ti6Al4V alloy, Intermediate layer, Adhesion
چکيده امروزه ازميان کاشتني­ها­ي پايه فلز، آلياژ تيتانيم به عنوان گزينه­اي مناسب در نظر گرفتهشده­ است. اما به دليل مواردي همچون رهايش يون واناديم در محيط بيولوژيکي بدن،مقاومت به سايش پايين و خواص زيستي ضعيف، پوشش­ها­ي بيو­سراميکي پيشنهاد شده­است. اين پژوهش در دو قسمت کلي، سنتز ذرات هيدروکسي­آپاتيت و ايجاد پوششي از ذرات تهيه شده روي کاشتني Ti6Al4V انجام شد. درمرحله اول پژوهش، ذرات هيدروکسي­آپاتيت نانو­ساختار مزو­متخلخل به روش رسوب­گذاري سنتز و با انجام آزمون­هاي XRD،EDS ، FESEM، BET، TEM و FTIR مشخصه­يابي شد. نتايج بررسي­ها نشان داد که ذراتهيدروکسي آپاتيت بيضي شکل با توزيع اندازه 426 نانو­متر، متشکل از خود تجمعي ورقه­ها­ي نانويي لايه­اي بوده و با ميانگين اندازه تخلخل 14 نانو­متر در گروه ذرات مزو­متخلخل قرار مي­گيرند.سپس از اين ذرات به عنوان حامل در رهايش داروي جنتامايسين در محلول بافر فسفاتي () با 4/7=pH و دماي 37 درجه سانتي­گراد استفاده شد و آزمون رهايش دارو نشانداد که ذرات هيدروکسي آپاتيت نانو ساختار مزو­متخلخل تهيه شده مي­تواند به عنوان حاملدر سيستم­ها­ي رهايش کنترل شده دارو استفاده شود. هم­چنين انجام آزمون آنتي­باکتريالحاکي از آن بود که پودر هيدروکسي­آپاتيت حاوي دارو داراي خاصيت ممانعت کننده ازرشد، در برابر هر دو نوع باکتري استافيلوکوکوس اورئوس و اشرشيا کلي مي­باشد. در مرحله دوم پژوهش، جهت ايجاد چسبندگي بهترپوشش، ابتدا لايه­مياني تيتانيا توسط اکسيداسيون آندي با موفقيت روي زير­لايه Ti6Al4V ايجاد گرديد. قطر ميانگين نانو­لوله­ها­ي تيتانيا121 نانو­متر و ارتفاع آن­ها 1/1 ميکرو­متر تخمين زده شد. در ادامه پوشش کامپوزيتيکاپاکاراگنان- هيدروکسي آپاتيت با درصد­ها­ي مختلف 5، 15، 25 و 50 درصد (درصدوزني-حجمي) با استفاده از فرايند سل-ژل و لايه­نشاني غوطه­وري روي زير­لايه­يآلياژ Ti6Al4V در حضور و بدونحضور لايه مياني نانو لوله­ها­ي اکسيد نانو­متر و ارتفاع تيتانيم ايجاد شد. يکنواختي سطحپوشش­ها با ميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM) مورد بررسي قرار گرفت و حداقلضخامت پوشش­ها 867/3 ميکرو­متر گزارش شد. بهبود چسبندگي به زير­لايه در حضور لايهمياني با انجام آزمون چسبندگي اثبات گرديد و پوشش CaK-25%Hap همراه با لايه­ميانيتيتانيا با استحکام چسبان 44/0±42/7 مگا­پاسکالبيشترين ميزان چسبندگي را به ثبت رسانيد. همچنين انجام آزمون زيست فعالي روي پوشش­هايآب­دوست کاپاکاراگنان- هيدروکسي­آپاتيت مويد قابليت تشکيل آپاتيت شبه استخواني رويکاشتني­ها بود. کلمات کليدي هيدروکسي آپاتيت، مزو­متخلخل،جنتامايسين، آلياژ Ti6Al4V، لايه مياني، چسبندگي

ارتقاء امنیت وب با وف بومی